题目
对于圆截面弯扭组合变形,比较第四和第三强度理论, 强度理论设计的轴的直径偏小。
对于圆截面弯扭组合变形,比较第四和第三强度理论, 强度理论设计的轴的直径偏小。
题目解答
答案
第四
答疑 第三强度理论σr3=(M2+T2)1/2/Wz≤[σ]、第四强度理论σr4=(M2+0.75T2)1/2/Wz≤[σ]。
解析
步骤 1:理解第三强度理论
第三强度理论,也称为最大剪应力理论,认为材料的破坏是由于最大剪应力引起的。对于圆截面弯扭组合变形,第三强度理论的表达式为:
\[ \sigma_{r3} = \sqrt{M^2 + T^2} / W_z \leq [\sigma] \]
其中,\(M\) 是弯矩,\(T\) 是扭矩,\(W_z\) 是截面的抗弯模量,\([\sigma]\) 是材料的许用应力。
步骤 2:理解第四强度理论
第四强度理论,也称为形状改变比能理论,认为材料的破坏是由于形状改变比能引起的。对于圆截面弯扭组合变形,第四强度理论的表达式为:
\[ \sigma_{r4} = \sqrt{M^2 + 0.75T^2} / W_z \leq [\sigma] \]
其中,\(M\) 是弯矩,\(T\) 是扭矩,\(W_z\) 是截面的抗弯模量,\([\sigma]\) 是材料的许用应力。
步骤 3:比较第三和第四强度理论
比较第三和第四强度理论的表达式,可以发现第四强度理论中的扭矩项系数为0.75,而第三强度理论中的扭矩项系数为1。这意味着,对于相同的弯矩和扭矩,第四强度理论计算出的应力值会比第三强度理论计算出的应力值小。因此,根据第四强度理论设计的轴的直径会比根据第三强度理论设计的轴的直径偏小。
第三强度理论,也称为最大剪应力理论,认为材料的破坏是由于最大剪应力引起的。对于圆截面弯扭组合变形,第三强度理论的表达式为:
\[ \sigma_{r3} = \sqrt{M^2 + T^2} / W_z \leq [\sigma] \]
其中,\(M\) 是弯矩,\(T\) 是扭矩,\(W_z\) 是截面的抗弯模量,\([\sigma]\) 是材料的许用应力。
步骤 2:理解第四强度理论
第四强度理论,也称为形状改变比能理论,认为材料的破坏是由于形状改变比能引起的。对于圆截面弯扭组合变形,第四强度理论的表达式为:
\[ \sigma_{r4} = \sqrt{M^2 + 0.75T^2} / W_z \leq [\sigma] \]
其中,\(M\) 是弯矩,\(T\) 是扭矩,\(W_z\) 是截面的抗弯模量,\([\sigma]\) 是材料的许用应力。
步骤 3:比较第三和第四强度理论
比较第三和第四强度理论的表达式,可以发现第四强度理论中的扭矩项系数为0.75,而第三强度理论中的扭矩项系数为1。这意味着,对于相同的弯矩和扭矩,第四强度理论计算出的应力值会比第三强度理论计算出的应力值小。因此,根据第四强度理论设计的轴的直径会比根据第三强度理论设计的轴的直径偏小。