解截面上与 T 对应的切应力分布图如6-第六章圆轴的扭转习题解析6-1 试述绘制扭矩图的方法和步骤
答:首先求任意截面的扭矩,一般步骤为:“假截留半,内力代换,内外平衡”熟练后也可用简捷方法计算而无须画出分离体受力图
取平行于轴线的横坐标表示横截面的位置,用纵坐标表示扭矩的代数值,画出各截面扭矩的变化图,即为扭矩图
6-2 为什么空心轴比实心轴能充分发挥材料的作用
答:空心圆轴比实心轴能充分发挥材料的作用,其原因在于圆轴扭转时,横截面上应力呈线性分布,越接近截面中心,应力越小,那里的材料就没有充分发挥作用
做成空心轴,使得截面中心处的材料安置到轴的外缘,材料得到了充分利用
而且也减轻了构件的自重
6-3 已知圆杆横截面上的扭矩,试画出截面上与 T 对应的切应力分布图
图 6-2用截面法求图 6-3 所示各杆在 1-1、2-2、3-3 截面上的扭矩
图 6-3 题 6-4 图解:a)采用截面法计算扭矩(见图 6-4)
取 1-1 截面左侧外力偶矩计算,可得 T=-3kN-m
1—1取 2-2 截面左侧外力偶矩计算,由平衡方程 d+2-6)kN-m+T2—2=0,可得题 6-3T=3kN・m
2-2取 3-3 截面右侧外力偶矩计算,可得 T 二 1kN・m
3-3IkN-di2hN«mIkN*m2kN*m1kN-m图 6-4b)米用截面法计算扭矩(见图 6-5)
取 1-1 截面左侧外力偶矩计算,可得 T=-5kN・m
i-i取 2-2 截面左侧外力偶矩计算,由平衡方程 6+5)kN・m+T 二 0,可得2-2T=—10kN・m
2-2取 3-3 截面右侧外力偶矩计算,由平衡方程(3+3)kN・m+T=0,可得3-3T=-6kN・m
3-3秋忖・m3kN・EI图 6-56-5 如图 6-6 所示,作各杆的扭矩图
tnbc6kN'bc〕图 6-6 题 6-5 图解:a)