工程力學(xué)B二扭轉(zhuǎn)課件

工程力學(xué)B二扭轉(zhuǎn)課件RESUMEREPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARY目錄CONTENTS引言扭轉(zhuǎn)的基本概念扭轉(zhuǎn)變形的分析扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)用結(jié)論REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME01引言工程力學(xué)B二是土木工程專業(yè)的必修課程，扭轉(zhuǎn)課件是其重要組成部分，主要涉及工程結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的受力分析和穩(wěn)定性研究。課程性質(zhì)涵蓋了扭轉(zhuǎn)變形的幾何關(guān)系、扭矩的分布和傳遞、扭轉(zhuǎn)變形的能量關(guān)系以及扭轉(zhuǎn)變形的穩(wěn)定性等方面的知識。研究內(nèi)容通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能夠掌握工程結(jié)構(gòu)在扭矩作用下的受力分析方法，提高解決實(shí)際工程問題的能力。課程目的課程介紹知識目標(biāo)理解扭轉(zhuǎn)變形的幾何關(guān)系、扭矩的分布和傳遞機(jī)制、扭轉(zhuǎn)變形的能量關(guān)系等基本概念和原理。能力目標(biāo)能夠運(yùn)用所學(xué)知識對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和穩(wěn)定性研究，具備解決實(shí)際問題的能力。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高分析和解決問題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME02扭轉(zhuǎn)的基本概念描述力對物體繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動效應(yīng)的物理量，符號為T。扭矩描述力對物體轉(zhuǎn)動效應(yīng)的物理量，等于力和力臂的乘積，符號為M。力矩扭矩與力矩國際單位制中的扭矩單位是牛頓米（Nm），也常用達(dá)因米（dyn-m）和磅力英尺（lbf-ft）等單位。換算關(guān)系：1Nm=10^5dyn-m=1lbf-ft。扭矩的單位扭矩的物理意義扭矩表示力對物體繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動效應(yīng)，反映了物體抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力。在工程實(shí)際中，扭矩的大小決定了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的功率、效率、穩(wěn)定性和安全性等方面。REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME03扭轉(zhuǎn)變形的分析扭轉(zhuǎn)變形過程中，軸線將發(fā)生空間扭曲，產(chǎn)生剪切應(yīng)變和剪切應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)變形過程中，各點(diǎn)的應(yīng)變和應(yīng)力方向與軸線平行，但大小因點(diǎn)的位置而異。扭轉(zhuǎn)變形是圍繞垂直于軸線的平面旋轉(zhuǎn)的剛體運(yùn)動。扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)不受約束的剛體繞固定軸線自由旋轉(zhuǎn)。自由扭轉(zhuǎn)受迫扭轉(zhuǎn)彈性扭轉(zhuǎn)剛體在外部力矩作用下繞固定軸線旋轉(zhuǎn)。材料在彈性極限內(nèi)發(fā)生的扭轉(zhuǎn)。030201扭轉(zhuǎn)變形的分類車輪在行駛過程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，其軸線為車輪的軸心線。車輪的轉(zhuǎn)動機(jī)械臂在操作過程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，其軸線為機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)軸。機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動橋梁在車輛通過時發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，其軸線為橋梁的支撐軸。橋梁的扭曲扭轉(zhuǎn)變形的實(shí)例REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME04扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算描述轉(zhuǎn)動過程中力對轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生的力矩，單位為牛頓·米（N·m）。扭矩扭矩=力×距離。其中，力是作用在物體上的力，距離是從轉(zhuǎn)動軸到力的垂直距離。扭矩的計(jì)算公式扭矩是一個矢量，具有大小和方向，方向與力的方向和轉(zhuǎn)動軸垂直。扭矩的矢量性扭矩的計(jì)算扭轉(zhuǎn)變形量：描述物體在扭矩作用下產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角度或轉(zhuǎn)角，通常用θ表示。扭轉(zhuǎn)變形量的計(jì)算公式：θ=扭矩/轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動慣量。其中，轉(zhuǎn)動慣量是描述物體轉(zhuǎn)動慣性的物理量，與物體的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動半徑有關(guān)。扭轉(zhuǎn)變形量的單位：弧度（rad）。扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算通過分析物體的受力情況，利用扭矩平衡方程求解未知量。靜力學(xué)分析方法通過分析物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用牛頓第二定律和轉(zhuǎn)動定律建立方程求解未知量。動力學(xué)分析方法通過分析物體的彈性變形，利用彈性力學(xué)方程求解未知量。彈性力學(xué)分析方法扭轉(zhuǎn)變形的分析方法REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME05扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)用橋梁和建筑結(jié)構(gòu)中的梁、柱等構(gòu)件在受到扭矩作用時會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，了解扭轉(zhuǎn)變形規(guī)律有助于優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。橋梁和建筑結(jié)構(gòu)車輛和航空器的輪胎、傳動系統(tǒng)以及機(jī)身等部件在運(yùn)行過程中會受到扭矩作用，掌握扭轉(zhuǎn)變形原理有助于提高其穩(wěn)定性和安全性。車輛和航空器石油和天然氣管道在鋪設(shè)和運(yùn)輸過程中可能會受到扭矩作用，研究扭轉(zhuǎn)變形有助于合理設(shè)計(jì)管道結(jié)構(gòu)和提高運(yùn)輸效率。石油和天然氣管道扭轉(zhuǎn)變形在工程中的應(yīng)用紡織機(jī)械紡織機(jī)械中的錠子、羅拉等部件在轉(zhuǎn)動過程中會受到扭矩作用，了解扭轉(zhuǎn)變形有助于提高紡織品的質(zhì)量和產(chǎn)量。印刷機(jī)械印刷機(jī)械中的滾筒、軸等部件在傳遞印刷壓力時會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，掌握扭轉(zhuǎn)變形原理有助于提高印刷質(zhì)量和效率。減速器和傳動裝置減速器和傳動裝置中的齒輪、軸等部件在傳遞扭矩時會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，掌握扭轉(zhuǎn)變形規(guī)律有助于優(yōu)化機(jī)械性能。扭轉(zhuǎn)變形在機(jī)械中的應(yīng)用123家用電器中的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，了解扭轉(zhuǎn)變形有助于延長家用電器的使用壽命。家用電器門窗和家具中的把手、合頁等部件在開關(guān)過程中會受到扭矩作用，掌握扭轉(zhuǎn)變形原理有助于提高其穩(wěn)定性和舒適度。門窗和家具體育運(yùn)動器材中的自行車、滑板車等在行駛過程中會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，了解扭轉(zhuǎn)變形有助于提高運(yùn)動表現(xiàn)和安全性。體育運(yùn)動器材扭轉(zhuǎn)變形在日常生活中的應(yīng)用REPORTCATALOGDATEANALYSISSUMMARYRESUME06結(jié)論本章總結(jié)掌握了扭轉(zhuǎn)變形的幾何關(guān)系，理解了扭轉(zhuǎn)變形對桿件長度和角度的影響。掌握了純剪切、剪切彈性模量、剪切應(yīng)變等基本概念，理解了剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變之間的關(guān)系。掌握了扭轉(zhuǎn)的基本概念和特點(diǎn)，理解了扭矩、扭矩矢量、扭矩率等基本物理量。掌握了扭轉(zhuǎn)變形的物理關(guān)系，理解了扭轉(zhuǎn)變形與扭矩之間的關(guān)系。掌握了扭轉(zhuǎn)變形的能量關(guān)系，理解了扭轉(zhuǎn)變形與彈性勢能之間的關(guān)系。010204下章預(yù)告掌握彎曲變形的特點(diǎn)，理解彎曲應(yīng)力和彎曲應(yīng)變的概念。掌握彎曲變形的幾何關(guān)系，理解彎曲變形對