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圆轴 - 弹塑性材料
19.9
在弹性限度内,实心圆轴中的最大应力与其轴线的径向距离成线性关系。
随着扭矩的增加,最大应力在屈服开始时达到饱和值。将该饱和值代入,可计算出相应最大弹性扭矩,此时变形仍完全处于弹性范围内。
用径向距离和最大应力来表示扭矩,可替代 J/c。
随着扭矩进一步增大,轴内会在半径为 ρY 的弹性核心周围形成塑性区域。
在塑性区域,应力均匀地等于 τY,而在弹性核心区域,应力随 ρ 线性变化。
进一步增加扭矩,塑性区域不断扩大,直至变形完全为塑性变形。
实心圆轴中的总扭矩可以表示为弹性区域和塑性区域扭矩的叠加。
进一步简化方程,并将 ρY 趋近于零时进行代入,可确定塑性扭矩的极限值,该值对应于完全塑性变形。
对实心圆轴在应力作用下的研究表明了:在弹性极限内,应力会随着与轴心之间距离的增加而直接增大。这种关系一直持续到实心圆轴达到一个应力的临界点处,当超过该临界点时便会开始屈服,这标志着从弹性形变到塑性形变之间所发生的转变。在这个关键时刻,能够确定轴在不发生永久形变的情况下所能承受的最大扭矩,这标志着其弹…