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扭转刚度


角度扭曲θ具有给定横截面的轴的

 θ=(TL)/(KG)
(1)

(Roark 1954,第174页),其中T型是扭转力矩(通常以英寸磅力为单位测量),L(左)是长度(英寸),G公司是刚性模量(磅力/平方英寸),K(K)(有时也表示C类)是给定几何体的扭转刚度乘数横截面(英寸的四次方)。注意,数量贸易术语表有时表示M_t(_t)(例如,Timoshenko和Goodier 1951,第264页)。

的值K(K)仅知道少量横截面,并以闭合形式甚至更少。下表列出了一些常见形状的近似值(TimoshenkoGoodier 1951年,第258-280页;Roark 1954,第174-179页)。

横截面K/a^4(K/a ^4)大约组织环境信息系统
圆圈1.570796...A019669号
等边三角形0.021650...A180317号
半圆盘0.297556...A180310号
等腰直角三角形0.026089...A180314号
四分之一圆盘0.0825...
切片磁盘0.878055...A180311号
广场0.140577...A180309号

封闭表单以环形空间

 K_(环空)=1/2pi(a^4-b^4)
(2)

(罗克1954年,第175页),圆圈

 K_(圆)=1/2pia^4
(3)

(罗克1954年,第174页),椭圆

 K_(椭圆)=(pia^3b^3)/(a^2+b^2)
(4)

(Timoshenko和Goodier,1951年,第263-265页;Roark,1954年,第174页),等边的三角形

 K_(等式三)=1/(80)平方(3)a^4
(5)

(Timoshenko和Goodier 1951年,第265-267页;Roark 1954年,第175页),以及半圆盘和狭缝全圆盘(即从0到2π)

K_(半圆盘)=a^4(pi/2-4/pi)
(6)
K_(全磁盘)=a^4(π-(64)/(9pi))
(7)

(E.Weisstein,2010年8月27日;大约由圣维南1878年给出;Timoshenko和Goodier 1951年,第263-265页;Roark 1954年,第174页)。

表示为和的精确解(没有已知的闭合形式)是已知的矩形广场

K_(矩形)=(a^3b)/3[1-(192)/(pi^5)a/bsum_(n=1)^(infty)1/(2n-1)^5)tanh((pi(2n-1)b)/(2a))]
(8)
K_(方形)=(a^4)/3[1-(192)/(pi^5)总和_(n=1)^(infty)1/(2n-1)^5)tanh((pi(2n-1))/2)]
(9)

(Timoshenko和Goodier,1951年,第275-277页),等腰的直角三角形

 K_(isos.rt.tri.)=a^4[1/(12)-(16)/(pi^5)sum_(n=1)^infty1/(2n-1)^5)coth((pi(2n-1))/2)]
(10)

(Galerkin 1919;将1/2改为1/12),以及圆形的部门

 K_(循环扇区)=int_0^aint_(-alpha/2)^(alpha/2)f(r,psi)dpsidr
(11)

哪里

 f(r,psi)=-r^2[1-(cos(2psi))/(cosalpha)]+(16a^2alpha^2)/(pi^3)总和_(n=1,3,5,…)(-1)^((n+1)/2)(r/a)^
(12)

(圣维南1878年;格林希尔1879年;丁尼克、弗普尔和弗普尔1928年;蒂莫申科和古迪埃1951年,第278-280页)。


另请参见

面积惯性矩,回转半径

与Wolfram一起探索| Alpha

工具书类

丁尼克,A。牛市。大学教师。理工大学。沃沃切卡斯克研究所 1, 309.Föppl,A.和Föappl,L。Drang和Zwang。慕尼黑,德国:奥尔登堡,第96页,1928年。B.G.加勒金。“扭转三角棱镜。"伊兹夫。阿卡德。Nauk,SSSR公司第111-118页,1919年。格林希尔,A.G.公司。Messenger数学。 9, 35, 1879.罗克·J·罗克。公式应力和应变,第三版。纽约:McGraw-Hill,1954年。圣维南。Compt.公司。红色。 87849年和9031878年。新泽西州斯隆。A。序列A019669号,A180309号,A180310号,A180311号,A180314号、和A180317号在“整数序列在线百科全书”中蒂莫申科,S.和Goodier,J.N。理论弹性力学,第2版。纽约:麦格劳·希尔,1951年。

引用的关于Wolfram | Alpha

扭转刚度

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“扭转刚度。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/TorsionalRigidity.html

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