工程力学B二扭转课件.pptx

工程力学B二扭转课件

CATALOGUE目录引言基础知识扭转的基本原理扭转的强度条件和刚度条件扭转的实例分析课程总结与展望

01引言

工程力学是工科专业的重要基础课程，旨在培养学生分析工程结构和机械的能力，为后续专业课程和实际工程应用奠定基础。扭转是工程力学中的一个重要概念，它是指物体在扭矩作用下发生的变形和破坏现象。掌握扭转知识对于理解工程结构和机械的工作原理、进行结构设计以及保障工程安全具有重要意义。课程背景

掌握扭转的基本概念、原理和方法。熟悉不同材料和结构的抗扭性能及优化方法。理解扭矩、应力、应变等基本物理量的计算和测量方法。了解扭转在工程实践中的应用，如传动轴、螺栓连接等。课程目的

课程安排01第一章：扭转的基本概念和原理02讲解扭矩、应力、应变等基本物理量及计算方法03介绍扭转变形的几何特征和物理实质

分析纯剪切、剪切拉伸、剪切压缩等典型扭转变形第二章：材料在扭转变形中的性能介绍材料的抗扭性能指标，如屈服强度、抗拉强度、剪切强度等课程安排

比较金属材料和非金属材料的抗扭性能差异第三章：结构在扭转变形中的性能与优化分析不同材料的抗扭性能及优化方法，如调质处理、合金化等课程安排

介绍常见结构的抗扭性能及优化方法，如空心轴、实心轴、螺栓连接等分析结构在复杂应力状态下的抗扭性能及稳定性探讨结构优化策略，如改变截面形状、增加加强筋等课程安排

01第四章：工程实践中的扭转问题与对策02分析工程实践中常见的扭转问题，如传动轴断裂、螺栓连接松动等03探讨解决这些问题的对策和方法，如选用高强度材料、改进结构设计等04介绍扭转变形的实验方法和数据分析技巧，以帮助学生更好地理解和掌握相关知识。课程安排

02基础知识

在任何力的作用下，其形状和大小都不会发生改变的物体。刚体的定义描述刚体的位置、速度和加速度等运动状态的物理量。刚体的运动刚体和刚体的运动

物体之间的相互作用，分为接触力和非接触力。力与力臂的乘积，决定物体旋转的效果。力和力矩力矩的定义力的定义

材料的基本属性包括弹性、塑性和脆性等。应力与应变描述材料在受力作用下的内部应力和应变状态。材料力学基本概念

03扭转的基本原理

扭转是物体受到一对平行力偶作用时发生的一种运动变形在工程实际中，扭转常常发生在机械、桥梁、建筑物等结构中扭转的程度可以用扭矩、扭转角、扭转率等参数来描述扭转的定义

201401030204扭矩的计算扭矩是物体受到一对平行力偶作用时产生的力矩其中，$F$是作用在物体上的力，$d$是力臂（即从转动轴到作用力点的距离）计算公式为：$M=F\cdotd$扭矩的单位是牛顿·米（N·m）或千牛顿·米（kN·m）

计算公式为：$\theta=\frac{F\cdotd}{G}$扭转率是物体在受到一对平行力偶作用后产生的旋转速度其中，$t$是时间，表示物体随时间变化的旋转速度扭转角是物体在受到一对平行力偶作用后产生的旋转角度其中，$G$是物体的剪切模量，表示物体抵抗剪切变形的能力计算公式为：$\omega=\frac{d\theta}{dt}$010203040506扭转角和扭转率

04扭转的强度条件和刚度条件

在给定的材料和截面尺寸条件下，扭矩不能超过最大允许值，以避免材料发生破坏。最大扭矩屈服扭矩破坏扭矩对于塑性材料，当扭矩达到屈服扭矩时，材料开始产生塑性变形。对于脆性材料，当扭矩达到破坏扭矩时，材料会断裂。030201扭转的强度条件

123在弹性范围内，扭矩与扭转角成正比。当扭矩达到最大弹性扭矩时，截面将发生弹性屈服。最大弹性扭矩当扭矩超过最大弹性扭矩时，截面将进入弹塑性状态，扭矩与扭转角之间的关系不再是线性关系。弹塑性扭矩在给定的材料和截面尺寸条件下，扭转角不能超过允许的最大值，以避免结构发生过度变形。刚度条件扭转的刚度条件

概念抗扭截面模数是通过计算得到的截面对称轴的抗扭刚度，它是截面几何特性的函数。计算公式抗扭截面模数可以通过计算截面的几何特性（如惯性矩）得到。影响因素抗扭截面模数受到截面的形状、尺寸和材料的影响。抗扭截面模数

05扭转的实例分析

VS汽车车轴的扭转是工程力学中一个重要的实例，它的表现形式及应力分布是学习工程力学不可或缺的一部分。详细描述汽车车轴是汽车的关键部件之一，主要承受车辆的重量和冲击。在行驶过程中，车轴会受到扭转力的作用，这种力会导致车轴产生扭转变形。通过对汽车车轴的扭转进行分析，我们可以研究其应力分布、变形情况以及车轴的强度和刚度。总结词汽车车轴的扭转

传动轴的扭转是机械传动中常见的一种现象，它对于机械设备的运行性能和安全性具有重要影响。传动轴是机械设备中的重要部件，主要用来传递扭矩和旋转运动。在传动过程中，传动轴会受到扭转力的作用，这种力会导致传动轴产生扭转变形。通过对传动轴的扭转进行分析，我们可以研究其扭矩传递效率