19.9
弾性限界内では、ソリッド円形シャフトの最大応力は、その軸からの半径方向の距離に比例して変化します。
トルクが増加すると、最大応力は降伏の開始時に飽和値に達します。この飽和値を代入すると、変形が完全に弾性のままである対応する最大弾性トルクを計算できます。
J/cを代入すると、トルクを半径方向の距離と最大応力で表します。
トルクがさらに増加すると、半径ρYの弾性コアの周囲にシャフトに塑性領域が発達します。
塑性領域では、応力は一様にτYに等しくなりますが、弾性コアでは、応力はρとともに直線的に変化します。
トルクをさらに増加させると、変形が完全にプラスチックになるまでプラスチック領域が拡大します。
中実の円形シャフトの合計トルクは、弾性領域と塑性領域のトルクの重ね合わせとして表すことができます。
方程式をさらに単純化し、ゼロに近づくにつれてρYを代入すると、完全に塑性変形に対応する塑性トルクの限界値を決定できます。
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