Главная  Учебные курсы  Сопротивление материалов  Кручение  Напряженное состояние при кручении

Напряженное состояние при кручении

Полученное выше теоретическое решение задачи кручения бруса круглого сечения находит подтверждение в результатах многочисленных опытов. Одновременно эти опыты указывают на различный характер разрушения брусьев из пластичных и хрупких материалов при кручении.

Касательные напряжения в точках любого радиуса поперечного сечения, как известно, перпендикулярны радиусу и изменяются вдоль него по линейному закону. Согласно свойству парности такие же по величине касательные напряжения имеют место и в продольных сечениях (рис. 7.5).

Продольные волокна при кручении бруса испытывают чистый сдвиг. Следовательно (см. разд. 5.2), в каждой паре ортогональных площадок, наклоненных к оси бруса под углом 45°, будут действовать нормальные напряжения, равные по величине касательному напряжению в поперечном сечении. При этом одно из них будет растягивающим, а другое - сжимающим (рис. 7.6). Во всех остальных наклонных площадках возникают одновременно касательные и нормальные напряжения. Однако наибольшие нормальные напряжения действуют на площадках, проведенных под углом 45°, а наибольшие касательные напряжения - в поперечных сечениях.

Напряженное состояния при чистом сдвиге можно исследовать с помощью формул (3.25), (3.27), полагая в них равными нулю нормальные напряжения σ11=σx=σ22=σy=0, а σ11=τ=Мкрρ/Ip. При чистом сдвиге главные напряжения получаются равными по значению и противоположными по знаку (см. рис. 5.4):

,

(7.12)

Площадки действия наибольших растягивающих напряжений располагаются на винтовой поверхности. Именно по этой поверхности и разрушаются при кручении образцы их хрупкого материала (рис. 7.8), так кик хрупкие материалы слабее сопротивляются отрыву частиц, чем их сдвигу.

Пластичные материалы, наоборот, обладают меньшим сопротивлением сдвигу, чем отрыву. Поэтому образцы из таких материалов разрушаются при кручении по плоскости поперечного сечения, где действуют наибольшие касательные напряжения (рис. 7.7).

Рис. 7.5. Распределение касательных напряжений при кручении вала


Рис. 7.6. Напряженное состояние при кручении


Рис. 7.7. Разрушение пластических материалов при кручении

Рис. 7.8. Разрушение хрупких материалов при кручении



 Предыдущая  Напряженное состояние при кручении  Следующая 
 
Наш сайт работает на Sapid CMS
Яндекс цитирования