用能量原理推导圆轴扭转弹性变形与应力分布

关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力和弹性切应变的分布规律。结果表明,圆轴扭转时小塑性变形的出现,并不影响材料的弹性性质,也不改变构件内弹性变形的分布规律,即在弹塑性小变形条件下,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力、弹性切应变的大小仍与该点到圆心的距离成正比,亦即仍呈现出与弹性变形时相同的分布规律。

两种约束圆轴扭转实验确定大应变本构关系

针对大应变本构关系的参数标定问题,采用实心圆轴扭转实验进行了研究.分别对一端自由实心圆轴和两端固定实心圆轴的大应变扭转变形和扭转应力进行了分析.对于大应变等向强化弹塑性本构模型,基于Kirchhoff应力的Jau-mann应力导数,采用实心圆轴扭转实验标定了弹塑性本构模型中的塑性刚度函数.对一端自由实心圆轴扭转实验,讨论了轴向伸长变形和径向变形对塑性刚度函数的影响.对于两端固定实心圆轴扭转实验,讨论了轴向正应力对塑性刚度函数的影响.结果表明,实心圆轴扭转时的Swift效应对大应变本构关系有影响,影响程度与轴向和径向变形及轴向正应力相对于剪应变的变化率有关.

基于多薄壁圆管套装假设的圆轴扭转切应力-变形量分析

针对材料力学、工程力学等教材中圆轴扭转章节的切应力-变形量公式,提出了一种基于多个薄壁圆管套装假设的新推理方法,导出了厚壁圆管及实心圆轴的切应力公式、单位长度扭转角公式等.提出用薄壁圆管扭转实验测量切应变和切应力参数,并验证两者之间的正比例关系即剪切胡克定律的正确性,从而测量材料切变模量G.提出用受扭薄壁圆管实例辅助证明切应力互等定理.研究结果有助于提高教学质量.

受周向剪切载荷的圆轴扭转应力分析

利用分离变量法对受周向剪切载荷作用的圆轴扭转应力问题进行分析,得到了圆轴的切应力分布,并根据分析结果进一步给出了纵截面上沿圆周方向切应力的简单计算方法。

分布载荷作用下的短圆轴扭转

给出了精确满足所有边界条件的在分布载荷作用下的圆轴扭转问题的解析解,讨论了在此条件下材料力学解的精度。

实心圆轴扭转问题中的旋率分析

给出由实心圆轴扭转实验标定大变形本构关系时的各种旋率张量。由于实心圆试件在扭转过程中变形具有较好的均匀性,所以用于标定大变形本构关系问题比拉伸试验更为合理。在圆柱坐标系下讨论实心圆轴扭转试验中用于表述客观应力率张量的各种旋率形式,给出有意义的理论结果。扭转问题中旋率的分析为今后建立基于扭转试验的各种大变形本构关系打下基础。

圆轴扭转的蠕变损伤

采用非耦合模型，对圆轴扭转的蠕变损伤过程进行研究，推求了其损伤的潜破损时间和破损时间。

无假设圆轴扭转分解理论及应用

从精化理论出发,完善了圆轴扭转的精化分析,给出无预先假设的圆轴扭转分解理论。将圆轴扭转问题分解为超越和非齐次两个基本问题,从而保证圆轴扭转问题的精确分析,获得的结果比其他理论更精确。给出一个算例介绍分解理论的应用。

两端固定轴扭转变形的级数解法

轴类扭转是工程中常见的一种受载方式,由于其受载形式的多样性和边界约束情况的复杂性,其变形计算和内力分析按截面法和解除约束的方式常常是很繁琐的。本文针对两端固定扭转轴的变形计算问题利用广义函数和周期性延拓方法提出一种级数解法,该法无需截面法和解除约束,步骤简单,计算方便,具有一定的应用推广意义。为了说明方法的有效性,本文用算例对材料力学一般处理方法和本文方法做了比较和分析,结果说明了本文方法是可行的。

圆轴扭转“刚性平面假设”的论证

本文应用弹性理论,对圆轴扭转时“刚性平面假设”进行了论证,为“刚性平面假设”提供理论依据和深化概念。

从实心圆轴扭转试验精确计算塑性材料τ_b值的探讨

0 前言我们目前所看到的各种材料力学实验教材,在圆轴扭转试验方面,对塑性材料的剪切强度极限τb,都是采用下列近似公式计算: τbl=3/4·Mb/Wn （1） 式中:Mb——试件破断前之最大扭矩,Wn——试件之抗扭截面系数。上式是假定试件破断时,其横截面上各点的剪应力都达到剪切强度极限。

基于圆轴扭转理论的安全带限力杆设计

当车辆发生碰撞时,安全带对乘员安全具有重要的保护作用,但是,普通安全带对乘员胸部的冲击力较大,加大了普通安全带对乘员的伤害。限力型汽车安全带能够有效减小汽车碰撞对乘员胸部伤害,通过研究限力型卷收器的限力杆设计,推导计算过程,结合试验验证,为限力杆的设计提供理论依据和计算方法,提高安全带的本土化设计能力。

水质净化厂潜水式污水提升泵轴系扭转振动分析

城市污水处理厂的建设和运行尤为重要,在水质净化厂中,潜水式污水提升泵作为关键设备,承担着将污水从低处提升至高处进行处理的重要任务。潜水式污水提升泵轴系扭转振动是指在运行过程中,由于各种原因引起轴系扭转并产生振动现象,会影响泵的正常运行。鉴于此,文章以潜水式污水提升泵为研究对象,针对水质净化厂潜水式污水提升泵轴系扭转振动原因展开详细分析,结合实践经验制定对应的解决对策,为进一步提高水质净化厂污水处理质量指明方向。

土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪研发及应用

为模拟波浪荷载条件下土的动力变形与强度特性,研制开发了能够实施复杂应力路径试验的土工设备土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪.该设备能够实现多种固结条件、多种静力与循环剪切的复杂应力路径试验,具有广泛的适用性.对设备研制与开发及技术参数确定中的若干具体问题进行了探讨,有关经验对于类似土工设备研制具有一定的参考价值.初步的试验结果表明:竖向-扭转双向耦合循环剪切试验能够较好地模拟主应力轴连续旋转的复杂应力路径条件;采用内置式的荷载传感器和微小位移传感器,能够较大地提高试验测量精度.

扭转圆轴Swift效应试验及微观机理分析

对低碳钢和紫铜材料进行了实心圆轴扭转试验,研究了金属材料在大变形扭转过程中的Swift效应,即试件在扭转过程中径向尺寸和轴向尺寸的改变。并对两种材料试件断口的电镜扫描图片进行了分析,讨论了Swift效应产生的原因。分析结果表明,金属材料在扭转过程中存在较明显的Swift效应,铜的Swift效应比碳钢的大。在进行金属材料大应变扭转问题分析时Swift效应应予以考虑。

三轴—扭转剪切仪中的现代智能控制技术

针对我校2001年从日本诚研社引进的新型土工静力-动力液压三轴—扭转多功能剪切仪,使用模拟PID控制系统,在不同频率控制信号下控制参数无法进行相应的调整而产生的控制精度问题,利用现代智能控制技术中的人工神经元控制理论对控制系统进行改造,对控制参数进行在线调整,进一步提高系统的控制精度和控制系统的鲁棒性,使系统在各种频率信号的控制下都能获得准确的控制效果。

天津盘山发电厂 600 MW 汽轮发电机异常工况轴系扭转疲劳损耗研究

介绍天津盘山发电厂将要安装的国产６００ＭＷ汽轮发电机在异常工况下轴系的疲劳损耗研究情况。

局部应力应变法估算汽轮发电机组轴系扭转疲劳寿命

本文在借鉴国外汽轮发电机组大轴材料的扭转疲劳寿命曲线的基础上,用局部应力应变法和累积疲劳损伤准则估算了汽轮发电机组轴系扭转疲劳,并依此编制了计算程序,还应用该程序对国产某台200MW机组在发电机端部短路,非同期并列等恶劣工况下轴系某些薄弱部位进行了疲劳寿命损耗估算。

扭转轴在冲击载荷作用下冲击应力和动载系数的计算

扭转轴在冲击载荷作用下冲击应力和动载系数的计算姜玉明（南京农业大学农业工程学院，南京２１００３２）ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＯＮＯＦＩＭＰＡＣＴＳＴＲＥＳＳＡＮＤＤＹＮＡＭＩＣＬＯＡＤＦＡＣＴＯＲＯＮＴＯＲＳＩＯＮＳＨＡＦＴＡＣＴＥＤＢＹＩＭＰＵＬＳＩＶＥＬ...