作者ntust661 (Enstchuldigung~)
看板Physics
标题Re: [问题] 方形薄管的极惯性矩
时间Mon Jun 13 19:29:30 2011
※ 引述《tomokazu ( )》之铭言:
: 我是原PO
: 不好意思 说的不够清楚
: 这边补充一下
: 以下是 节录自 陈浩/陈源丰 编着的 "机械设计"
: 一个字都没动过
: 2
: 3.当方形薄管壁平均边长为h时,则A=h
: 2
: (1) τ=T/(2At) =T/(2h t)
由 Thin wall theory + Newton's law
dT = r ×τ dA
= r × τ t ds
= f r ×ds
T = f ∮ 2 dAm
c
T
f = ────
2 Am
T
τ = ────
2 Am t
T : 扭矩
Am : 薄壁线围出来的面积
t : 厚度
各个假设:剪应力只沿着边缘方向而已
厚度要非常薄(相对上的)
: (2) 依τ=T(h/2)/J 可得方形薄壁管之极惯性矩值为:
: 3
: J=h t
1
应变能密度 u = ── γ τ
2
2
1 τ
= ── ───
2 G
2
1 1 T
dU = u dV = ── ── ───── L t ds
2 G 4 Am^2 t^2
2
T L ds
U = ────── ∮ ──
2 G 4Am^2 t
为了方便类比(懒惰)圆轴的应变能公式
2
4 Am
兹定义 ───── = J
ds
∮───
c t
2
但是这个绝对不是极惯性矩,方薄管极惯性矩算出来的确是多 ── 倍
3
但是这两者是完‧全‧无‧关!
只是比较幸运的,圆形薄管算出来的扭力常数与极惯性矩一模一样
以上假设材料为均质(G为常数),且处於线弹性下(τ= G γ)
并且材料平面保持平面(no warping)
厚度与特徵长度比非常小( t << 1)
必须为封闭薄壁管
: (3)依θ=T/GJ,得
: 3
: θ=T/(h tG)
T
θ = ───
G J
J 是扭力常数,并非极惯性矩
: 因为这本书的公式很多都没有推导证明
: 所以(1) (2) 所引用的公式我都不懂(黄字的公式)
: 只知道他算出来的J值跟我算的不一样
: 请问问题出在哪里呢
: 谢谢
可以参考材料力学--扭转杆件的扭转--薄壁管的扭转--扭力常数
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 114.45.248.95
※ 编辑: ntust661 来自: 114.45.248.95 (06/13 19:38)
1F:推 Ertkkpoo:请问(3)的扭角和管子长度L没有关系吗? 06/13 23:45
2F:→ ntust661:当然没有罗 06/14 00:00
3F:推 Ertkkpoo:所以圆薄馆的扭力常数=极惯性矩=(h^3) t ? 06/14 00:02
4F:→ ntust661:不是,是 2πr^3 t 06/14 00:07
5F:推 Ertkkpoo:感谢 06/14 00:18