材料力学简明教程

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料力学简明教程　　第3章扭转　　3-1何谓扭矩？扭矩的正负号如何规定的？如何计算扭矩？　　答轴在外力偶矩作用下，由截面法求出的横截面上分布内力向截面形心简化的合力称为扭矩。　　对扭矩T的正负规定为：若按右手螺旋法则把T表示为矢量，当矢量方向与截面的外法线n的方向一致时，T为正；反之为负。　　用截面法计算扭矩，注意截面位置应偏离外力偶矩作用面。　　思考题　　3-2薄壁圆筒、圆轴扭转切应力公式分别是如何建立

2、的？假设是什么？公式的应用条件是什么？　　答等厚薄壁圆筒在两端垂直于轴线的平面内作用大小相等而转向相反的外力偶Me所做试验结果现象表明，当薄壁圆筒扭转时，其横截面和包含轴线的纵向截面上都没有正应力，横截面上只有切应力?，因为筒壁的厚度??很小，可以假设沿薄壁圆筒筒壁厚度切应力不变。又因在同一圆周上各点情况完全相同，应力也就相同，从而建立薄壁圆筒扭转切应力计算公式；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保

3、障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在圆轴两端施加一对大小相等、方向相反的外力偶。从实验中观察到的现象，假设轴变形后，横截面仍保持平面，其形状、大小与横截面间的距离均不改变，而且半径仍为直线，连同胡克定律和静力平衡条件推出圆轴扭转切应力计算公式。　　公式应用条件为线弹性材料、小变形、等截面。　　3-3试述纯剪切和薄壁圆筒扭转变形之间的差异及相互关系。　　答单元体4个互相垂直的面上只作用切应力的状态称为纯剪切；薄壁圆筒扭转变形时　　筒壁各点的应力状态为纯剪切。　　3

4、-4试述剪切胡克定律与拉伸胡克定律之间的异同点及3个弹性常量E,G,??之间关系。　　答剪切胡克定律???G?与拉伸胡克定律????E?皆为应力与应变成正比关系。3个弹性常量E,G,??之间关系为G???　　E21????　　。　　3-5圆轴扭转时如何确定危险截面、危险点及强度条件？　　答等截面圆轴扭转时的危险截面为扭矩最大的横截面，变截面圆轴扭转时的危险截面在其扭矩与扭转截面系数比值最大的横截面；其危险点在该横截面的外边缘。强度条件为目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可

5、提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?max???　　max?[?]Wp　　3-6金属材料圆轴扭转破坏有几种形式？　　答塑性金属材料和脆性金属材料扭转破坏形式不完全相同。塑性材料试件在外力偶作用下，先出现屈服，最后沿横截面被剪断，如图a所示；脆性材料试件受扭时，变形很小，最后沿与轴线约45°方向的螺旋面断裂，如图b所示。　　思考题3-6解图　　3-7从强度方面考虑，空心圆轴为何比实心圆轴合理

6、？　　答对于相同的横截面面积，空心圆轴比实心圆轴的抗扭截面系数大，从而强度高。　　3-8如何计算扭转变形？怎样建立刚度条件？什么样的构件需要进行刚度校核？答写出扭矩方程或扭矩图；相距l的两截面间的扭转角　　x??d????T??dxGIpxll　　上式适用于等截面圆轴和截面变化不大的圆锥截面轴。对等截面圆轴，若在长l的两横截面间的扭矩T为常量，则　　圆轴扭转的刚度条件为　　?max???　　TlGIp?T??????[?]　　GIp????max??????　　对于等截面圆轴为目的-通过该培训员工可对保安行业有初步

7、了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　或　　?[?]GIp　　180??Tmax　　?[?]?max?????πGIp　　3-9矩形截面轴的自由扭转切应力分布与扭转变形有何特点？如何计算最大扭转切应　　力与扭转变形？　　答轴扭转时，横截面边缘上各点的切应力都与截面边界相切，且4个角点处的切应力为零；最大切应力?max发生在截面长边的中点处，而短边中点处

8、的切应力?1是短边上的最大切应力。其计算公式为　　?max???　　TWt　　??　　T　　?hb2　　?1?????max　　矩形截面杆扭转时，其横截面不再保持平面而发生翘曲。杆件两端相对扭转角　　????　　TlTl　　G?hb3GIt目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安