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扭转角度 - 弹性范围
19.4
考虑一根长度为 L、横截面半径 r 均匀的圆轴,在其自由端承受扭矩作用。
轴中的最大剪切应变与扭转角以及距轴线的径向距离成正比。
在弹性范围内,这种剪切应变可以用施加的扭矩、径向距离、极惯性矩和剪切模量来表示。
通过联立这两个方程,我们可推导出弹性范围内扭转角的表达式。该方程适用于仅在一端施加扭矩的均质且横截面均匀的轴。
如果轴在不同位置受到扭矩作用,或由具有不同横截面或材料的多个部分组成,则必须对每一部分分别考虑其扭转角。
总扭转角通过将轴各部分的每个单独值相加得到,或通过对横截面不均匀的轴沿其长度进行积分来计算。
假设有一根圆柱形轴,同时用 L 来表示轴的长度,轴的横截面半径统一用 r 来进行表示。该轴在自由端的位置会承受其中的扭矩。位于轴内的最高剪切应变与扭转角和与轴线之间的径向距离是成正比的。当轴具有弹性时,可以使用施加的扭矩、径向距离、极惯性矩和刚度模量等变量来表示这种剪切应变。通过使这两个方程彼此相等…