Поворот является одним из элементарных усилий , которые могут подвергнуть тело , вместе с компрессией , с тягой , с изгибом и резки . Напряжение, вызывающее его, называется крутящим моментом .
Торсионное напряжение и напряжение при кручении является механическим напряжением , которое генерируется в объекте , что объект в этот момент скручивани применяется.
Например, приводной вал постепенно загружается, потому что силы передаются от приводного двигателя к ведомым частям, которые обеспечивают устойчивость к приводу. Если приводной вал не сконструирован должным образом, то есть поперечное сечение недостаточно или если выбранный материал недостаточно прочен, вал может сломаться.
Простым примером, в качестве иллюстрации, является полотенце, в котором концы полотенца захватываются с каждой рукой и завершаются в противоположном вращательном движении. Таким образом, мокрое полотенце отжимается. Таким образом, можно почувствовать силу, которая возникает в полотенце.
испытания на кручение — в прочности материалов , состояние нагрузки материала, в котором материал подвергается крутящему моменту , называется крутящим моментом, действующим в плоскости поперечного сечения материала. Это вызывает напряжение сдвига в плоскости, параллельной плоскости момента. Скручивание происходит в стержнях , которые в основном являются валами . Мы различаем два основных случая скручивания:
Чистое кручение — в котором нагрузка с плотностью прикладывается к поперечным стенкам однородного и изотропного призматического стержня, которая сводится к двум противоположно направленным моментам, действующим в плоскости поперечных стенок. Решение этого случая возможно только в том случае, если мы можем найти функцию деформации
Скручивание простого стержня, который отличается от «чистого» превращения тем, что нагрузка заменяется двумя противоположно направленными, равными по величине ориентированным моментам кручения. Аналитическое решение этого случая практически невозможно, поэтому мы применяем проблему чистого скручивания в соответствии с принципом Сен-Венана.
Примеры кручения: тело человека
Вы можете думать, чтобы сразу понять концепцию крутящего момента, шеи , усилие , чтобы переместить голова , то ощущение от боли , когда превращаются сильно на его оси ( позвоночник ).
Если бы наша голова была подчеркнута сильным поворотом, она была бы перенесена в верхнюю часть шеи, которая, вероятно, начнет резко уступать вращению . В мышцы и сухожилия шеи должны быть в состоянии выдержать такой стресс, противопоставляя ее с крутящим моментом , равным и противоположным , так что он восстановил равновесие.
Если тело было очень жестким (высокая крутильная жесткость ), шея не имела бы возможности смягчить кручение, и стресс мгновенно достигнет основания шеи, не давая нам времени для реакции и противодействия нашей мышечной силе .
Гидродинамическая аналогия [ редактировать | wikitesto изменение ]
Гидродинамическая аналогия позволяет интуитивно понять качественное направление тангенциальных напряжений ? и относительных линий тока. Кривая определяется как линия потока, характеризующаяся тем, что в каждой из ее точек вектор ? касается самой кривой. Рассмотрим общий раздел с контейнерной функцией без трения и несжимаемой жидкости, такой как вода; вращая сечение вокруг своей оси с постоянной угловой скоростью. Мы можем написать уравнения, регулирующие движение жидкости, которые будут равны тем, которые определяют кручение: существует аналогия между полем тангенциальных напряжений и скоростью скоростей жидкости, которая называется гидродинамической аналогией, Линии тока потока текучей среды будут такими же, как линии течения касательных напряжений. Посредством этой аналогии можно утверждать, что:
В замкнутых тонких срезах тангенциальные напряжения имеют интенсивность, пропорционально обратную толщине;
Существуют различия в распределении между открытым и закрытым тонкими участками. Кроме того, напряжения в открытых участках имеют параллельный ход со средней линией, но линейно изменяются по толщине с нулевыми значениями на средней линии и максимумом по краям. Замкнутые участки имеют тангенциальные напряжения, параллельные средней линии и равномерно распределенные по толщине.
Линии потока в равномерном кручении представляют собой замкнутые кривые, которые сгущаются в присутствии сужений с относительным увеличением интенсивности напряжений.
Кручение вмешивается во многие другие приложения, каждый раз, когда крутящий момент передается жесткому объекту, так что он передает это действие от одного конца к другому.