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文件名称:工程力学简明教程课件:薄壁圆筒的扭转.pptx
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更新时间:2025-07-04
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文档摘要

1薄壁圆筒的扭转

2薄壁圆筒的扭转薄壁圆筒:壁厚(r0:为平均半径)一、薄壁圆筒扭转时的切应力1.实验前:①绘纵向线,圆周线;②施加一对外力偶Me。

32.实验后:①圆周线不变;②纵向线变成斜直线。3.结论:①圆筒表面的各圆周线的形状、大小和间距均未改变,只是绕轴线作了相对转动。②各纵向线均倾斜了同一微小角度?。③所有矩形网格均歪斜成同样大小的平行四边形。

4(1)横截面上无正应力(2)包含轴线的纵向截面上无正应力(3)横截面上各点处,只产生垂直于半径的均匀分布的切应力?,沿周向大小不变,方向与该截面的扭矩方向一致。表明:薄壁圆筒切应力?大小:A0:平均半径所作圆的面积。??T

5二、切应力互等定理切应力互等(双生)定理:在单元体相互垂直的两个平面上,切应力必然成对出现,且数值相等,两者都垂直于两平面的交线,其方向则共同指向或共同背离该交线。acddxb??dy?′?′tz?左右两横截面的切应力是直观的,形成了力偶,为使单元体平衡,上下面必须有切应力。

6三、剪切胡克定律:单元体的四个侧面上只有切应力而无正应力作用,这种应力状态称为纯剪切应力状态。?与?的关系:

7??T=Me?

8式中:G是材料的一个弹性常数,称为剪切弹性模量,因?无量纲,故G的量纲与?相同,不同材料的G值可通过实验确定。(钢材的G值约为80GPa)剪切弹性模量、弹性模量和泊松比间关系:只要知道任意两个,第三个量就可以推算出来。剪切胡克定律:当切应力不超过材料的剪切比例极限时(τ≤τp),切应力与切应变成正比关系。

9四、剪切应变能acddxb??dy?′?′dzz?xy单元体微功:所以,应变能密度:

10O对应τ-γ曲线下包围的面积线弹性阶段: