材料力學(xué)課件-3扭轉(zhuǎn)

材料力學(xué)課件ppt-3扭轉(zhuǎn)目錄contents扭轉(zhuǎn)的基本概念扭轉(zhuǎn)的力學(xué)原理扭轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)研究扭轉(zhuǎn)的工程應(yīng)用總結(jié)與展望01扭轉(zhuǎn)的基本概念物體在扭矩作用下發(fā)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。定義扭矩與扭轉(zhuǎn)角成正比，與物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比。特性定義與特性順時(shí)針扭轉(zhuǎn)和逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)。按轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)嵭妮S扭轉(zhuǎn)和空心軸扭轉(zhuǎn)。按轉(zhuǎn)動(dòng)軸自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)。按轉(zhuǎn)動(dòng)方式扭轉(zhuǎn)的分類如車輪、齒輪、軸承等部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)械制造建筑行業(yè)交通運(yùn)輸如橋梁、高層建筑的抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)。如車輛、船舶的傳動(dòng)系統(tǒng)。030201扭轉(zhuǎn)的應(yīng)用02扭轉(zhuǎn)的力學(xué)原理單位牛頓米（Nm）。注意扭矩的方向與力矩的方向垂直，與旋轉(zhuǎn)軸平行。扭矩描述力對(duì)物體繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量，計(jì)算公式為$T=Ftimesd$，其中$F$是力，$d$是力臂。扭矩的計(jì)算

扭矩與角速度的關(guān)系角速度描述物體繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度的物理量，單位為弧度/秒（rad/s）。關(guān)系在剛體動(dòng)力學(xué)中，扭矩與角速度有密切關(guān)系，它們之間的關(guān)系可以用公式$omega=frac{T}{I}$表示，其中$I$是物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。意義扭矩是改變物體角速度的原因，而物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則決定了物體對(duì)扭矩的抵抗能力。描述力對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量，計(jì)算公式為$M=Ftimesr$，其中$F$是力，$r$是力臂。力矩在剛體動(dòng)力學(xué)中，力矩和扭矩有密切關(guān)系，它們之間的關(guān)系可以用公式$M=frac{dT}{dt}$表示。關(guān)系力矩是改變物體扭矩的原因，而物體的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度則由力矩決定。意義扭矩與力矩的關(guān)系彈性模量01描述材料抵抗彈性變形能力的物理量，對(duì)于不同材料，其彈性模量不同。關(guān)系02在材料力學(xué)中，彈性模量和扭矩有密切關(guān)系，它們之間的關(guān)系可以用公式$T=EtimesDeltatheta$表示，其中$E$是彈性模量，$Deltatheta$是轉(zhuǎn)角變化量。意義03彈性模量決定了材料在受到扭矩作用時(shí)抵抗變形的能力。扭矩與彈性模量的關(guān)系03扭轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)研究，掌握扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)，驗(yàn)證材料在純扭狀態(tài)下的力學(xué)性能，加深對(duì)材料力學(xué)基本理論的理解。實(shí)驗(yàn)原理扭轉(zhuǎn)變形是指物體在扭矩作用下發(fā)生的形狀變化，其本質(zhì)是材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對(duì)力的響應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)，可以觀察材料在扭轉(zhuǎn)變形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，并分析其力學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)、測(cè)力計(jì)、測(cè)量尺、夾具等。實(shí)驗(yàn)材料不同種類和規(guī)格的金屬材料試樣。實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料實(shí)驗(yàn)步驟與操作試樣制備根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，制備不同種類和規(guī)格的金屬材料試樣，確保試樣的加工精度和表面質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)操作設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如扭矩、轉(zhuǎn)速等，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)，使試樣逐漸承受扭矩作用。同時(shí)，觀察并記錄試樣的扭轉(zhuǎn)變形情況、扭矩和轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)。安裝與固定將試樣安裝在扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)的夾具中，確保試樣固定牢固，防止在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生滑移或松動(dòng)。數(shù)據(jù)處理與分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算材料的抗扭強(qiáng)度、剪切模量等力學(xué)性能參數(shù)，分析材料的扭轉(zhuǎn)變形行為和力學(xué)特性。04扭轉(zhuǎn)的工程應(yīng)用螺旋槳螺旋槳在船舶、飛機(jī)等交通工具中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)需考慮扭轉(zhuǎn)變形對(duì)槳葉工作性能的影響。汽車傳動(dòng)軸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到車輪，傳動(dòng)軸在工作中承受扭力，其設(shè)計(jì)需滿足強(qiáng)度和剛度要求。減速器減速器是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部分，其輸入軸和輸出軸之間存在扭矩傳遞，需對(duì)軸進(jìn)行抗扭校核。機(jī)械工程中的應(yīng)用03樁基穩(wěn)定性分析在樁基穩(wěn)定性分析中，需考慮土體對(duì)樁身的扭矩作用，以確保樁基的穩(wěn)定性。01橋梁吊裝大型橋梁在施工時(shí)，需要通過纜索起重機(jī)進(jìn)行吊裝，纜索起重機(jī)在工作中承受較大的扭矩，需對(duì)纜索進(jìn)行抗扭校核。02鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，梁、柱等構(gòu)件在承受扭矩時(shí)，需對(duì)混凝土和鋼筋的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。土木工程中的應(yīng)用石油鉆井中，鉆桿在傳遞扭矩時(shí)需滿足強(qiáng)度和剛度要求，防止扭轉(zhuǎn)變形和斷裂。石油鉆井礦山機(jī)械如挖掘機(jī)、裝載機(jī)等在工作過程中承受較大的扭矩，需對(duì)傳動(dòng)軸等部件進(jìn)行抗扭校核。礦山機(jī)械風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，葉片在旋轉(zhuǎn)過程中承受風(fēng)力產(chǎn)生的扭矩，其設(shè)計(jì)需考慮扭轉(zhuǎn)變形的影響。風(fēng)力發(fā)電其他工程領(lǐng)域的應(yīng)用05總結(jié)與展望010204本章總結(jié)介紹了扭轉(zhuǎn)的基本概念、扭矩和扭矩單位、扭矩的量測(cè)方法等。講解了純剪切應(yīng)力狀態(tài)、剪切彈性模量、剪切胡克定律等基本概念和原理。通過實(shí)例分析，講解了圓軸扭轉(zhuǎn)變形、扭矩與剪切應(yīng)力的關(guān)系等應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)了材料力學(xué)在工程實(shí)踐中的重要性，以及在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用。03將介紹彎曲變形的基本概念、彎曲應(yīng)力計(jì)算、彎曲變形計(jì)算等。將通過實(shí)例分析，講解梁的彎