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文档简介

第四节圆轴扭转的强度计算一、圆轴的扭转破坏试验与极限应力

圆轴的扭转试件可分别用Q235钢、铸铁等材料做成，扭转破坏试验是在扭转试验机上进行。试件在两端外力偶Me作用下，发生扭转变形，直至破坏。Q235钢铸铁扭转

塑性材料（如Q235）试件受扭时，当最大切应力达到一定数值时，也会发生类似拉伸时的屈服现象，这时的切应力值称为屈服应力，用τS表示。试件屈服时，也会在试件表面出现纵向和横向的滑移线。屈服阶段后也有强化阶段，直到横截面上的最大切应力达到材料的剪切强度极限τb，试件就沿横截面被剪断，断口较光滑。这主要由于Q235钢抗剪强度低于抗拉强度，所以试件因抗剪不足而首先沿横截面发生剪断破坏。扭转

脆性材料（如铸铁）试件受扭时，当变形很小时便发生裂断，且没有屈服现象，断口与轴线成45º螺旋面。

由于铸铁等脆性材料的抗拉能力低于抗剪能力，于是便沿最大拉应力作用的斜截面发生拉断破坏。此时横截面上的最大切应力的值称为剪切强度极限，用τb表示。塑性材料的扭转失效是屈服破坏，故τ0=τS；脆性材料的扭转失效是拉断破坏，则τ0=τb。扭转在常温静载下，材料的扭转许用切应力与拉伸许用正应力之间有如下关系：塑性材料[τ]=（0.5～0.577）[σ]脆性材料[τ]=[σ]许用切应力二、圆轴的扭转强度条件为了保证圆轴在扭转变形中不会因强度不足而发生破坏，应使圆轴横截面上的最大切应力不超过材料的许用切应力，即扭转圆轴强度条件可以解决圆轴扭转时的三类强度问题，即进行扭转强度校核、圆轴截面尺寸设计及确定许用荷载。

扭转

例9-6一实心圆轴，承受的最大扭矩Tmax=1.5kN•m，轴的直径d1=53mm。求：（1）该轴横截面上的最大切应力。（2）在扭转强度相同的条件下，用空心轴代替实心轴，空心轴外径D2=90mm时的内径值。（3）两轴的重量之比。解(1)求实心轴横截面上的最大切应力实心轴抗扭截面系数实心轴横截面上的最大切应力扭转(2)求空心轴的内径因为要求实心轴和空心轴的扭转强度相同，故两轴的最大切应力相等，即所以，空心轴的内径为扭转(3)求两轴的重量比因为两轴的长度和材料都相同，故二者重量之比等于面积之比，即

以上计算结

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