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。     

双模量材料圆轴纯扭转时的应力与应变分析

利用双模量材料圆轴扭转时纯剪切应力状态单元体,推导出了双模量材料剪切弹性模量表达式,求得了双模量材料圆轴扭转时轴向正应变.通过分析发现:各向同性材料圆轴纯扭转时轴向正应变为零,而双模量材料圆轴纯扭转时轴向正应变却不为零,双模量材料圆轴纯扭转时轴向正应变的大小主要受拉压弹性模量、拉压泊松比的影响.双模量材料圆轴纯扭转时轴向正应变不为零的原因是:双模量材料的拉压弹性模量、拉压泊松比均不相等,这是双模量材料固有的特点,也是双模量材料与各向同性材料的不同之处.因此,提出了双模量材料圆轴纯扭转时的平面假设:双模量材料圆轴扭转变形前,原为平面的横截面变形后仍保持为平面,形状不变,半径仍保持为直线.     

圆轴纯扭转时横截面上的正应力研究

以平面假设为基础，分析圆轴扭转时横截面上的正应力分布以及最大正应力与最大剪应力的相对比值的影响因素，并对强度计算时是否必须考虑扭转正应力提供了判断依据。     

刚粘塑性圆轴扭转和拉伸的组合变形

分析了不可压缩刚粘塑性圆轴扭转和拉伸的组合变形.作为特例,讨论了圆轴只承受拉伸和只承受扭转时的情况.     

刚粘塑性圆轴扭转和拉伸的组合变形

分析了不可压缩刚粘塑性圆扭转和拉伸的组合变形,作为特例,了圆轴只承受拉伸和只承受扭转时的情况。     

低碳钢圆轴扭转破坏分析

本文分析了低碳钢圆轴在弹、塑性扭转变形时的应力情况,从而分析了扭转破坏时的正应力对剪应力的影响,最后进行了实例分析,得出了结论。     

建筑力学中圆轴与横梁构件内部响应的计算分析

对横梁与圆轴构件内部响应即横梁纯弯曲时截面上的正应力值与圆轴扭转时截面上的切应力值的计算进行了对比,通过对实验现象的定性分析,并关联其几何关系、物理关系、静力学关系3方面的定量表达,借助高数中的微元、积分等分析工具,得出了形式相近、思路相通的表达式。     

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.     

等直圆杆自由扭转应力分析

等直圆杆在自由扭转时,截面有剪应力及正应力,在小变形情况下,正应力远小于剪应力,可以略去不计.在金属材料实验中,材料的变形不是小变形,所得材料为纯剪切而没有正应力的结论是用大变形现象解释小变形理论,方法欠妥;实验装置的设计也未满足试件为自由扭转的边界条件,实验结论并不真实.就等直圆杆自由扭转时的应力进行分析,用图对此状况下的应力状态做出清晰解释.     

多轴非比例加载下循环硬化的数值模拟

本文应用一整合的粘塑性本构模型数值模拟了高温多轴非比例循环应力作用下退火316型不锈钢的循环硬化.文章中具体描述说明了该本构模型方程及其材料参数的构成与物理意义.本构方程的所有材料参数均由简单单轴实验得出,圆形与方型单轴扭转循环应力路径下本构方程的数值模拟结果由实验结果证实了本构模型的可行性,最后该本构模型扩展的可能性亦得到分析与讨论.     

45钢扭转过程中磁声发射效应的研究

根据扭转应力过程中磁声发射随扭转角φ变化的关系，探讨了材料受扭转应力作用时内部状态的变化，利用频谱分析了解了材料内扭转应力变化规律，最后探讨了扭转过程中残余应力对磁声发射强度的影响，并且计算了扭转残余应力。     

含多个纵向圆孔的圆轴的扭转

本文应用弹性理论复交函数方法,并借助于解析延展,求得了含多个纵向圆孔的圆轴扭转时用级数表示的复扭曲函数、应力分量、位移分量、抗扭刚度和边界上的切应力。     

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。     

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.     

局部应力-应变分析在拖拉机零部件疲劳寿命估算中的应用

本文介绍了估算疲劳裂纹形成寿命的局部应力-应变分析法,着重强调了循环塑性应变对疲劳损伤的影响。提出了在用局部应力-应变法估算疲劳寿命时结合载荷谱累积疲劳损伤的方法。编制出驱动轮轴扭转与弯曲载荷谱,并对驱动轮轴的随机疲劳寿命进行了估算。     

三角形孔圆轴的扭转刚度及应力集中计算

使用边界元方法，对横截面上带有三角形孔的圆轴作了扭转计算，求得了它的扭转刚度及三角形顶角处的应力集中.     

应力分布不均匀对流动极限影响的研究

一、引言在工业生产中,经常遇到受弯受扭的构件。这些构件内的应力分布是不均匀的。应力分布不均匀对流动极限有何影响及其原因,仍需进一步研究。这个问题,无论在理论上,还是在实践上都具有一定的意义。例如,在锅炉强度计算中,拉杆和烟管受拉伸作用,而端盖板受弯曲作用。试验与计算可知,弯曲应力比较大。对同一种材料,如何选取这两种受力情况下的流动极限呢?据有关资料介绍,弯曲由于应力分布不均匀能提高试件外层纤维拉压流动极限10～20%,对于碳钢圆截面试件将提高60%。此外,圆轴扭转也能提高表层材料剪切流动极限20～30%。但对部分材料的弯曲试验表明,根据 Nadai 弹塑性弯曲公式计算表层纤维拉压流动极限 S_(0.2)~b 和拉伸时的口σ_(0.2)接近。     

一种通过实心圆轴扭转试验确定塑性材料的真实应力—应变关系的方法

本文介绍一种由分析实心圆轴扭转试验绘制的 M_n-图,绘制塑性材料真实应力应变关系的方法。它将避开通常拉伸试验测绘材料应力应变曲线时的下述困扰:1.因测试过程中试件尺寸 l、A 的变化所致系统偏差。2.因局部变形导致试件受力、变形的不均匀,难于测定高应变下的应力应变关系。因而,由本方法绘制的较精确完整的真实应力应变曲线可作为研究高应变力学问题的物理基础。     

关于扭转变形教学的探讨

本文根据平截面假设,利用截面法在引入抗扭截面模量的基础上推导圆杆扭转变形公式,并对矩形截面杆的扭转进行了讨论。充实了课堂教学内容,拓宽了思路。同时,阐述圆杆扭转时的强度条件和刚度条件,并举例说明利用这两个条件进行材料截面选择的计算方法。     

复杂应力状态下典型材料全载荷过程中的力学行为

针对材料在复杂应力状态下全载荷过程中的力学行为问题,应用实心圆轴试件进行拉扭联合试验,重点解决试验中拉伸扭转应力时时按固定比例C(σ/τ)加载的难题.以304不锈钢和16Mn R碳钢为研究对象,进行24组不同C值的拉扭试验.在此基础上,研究了实心圆轴试件在全寿命过程中等效真应力应变的处理方法,探索了不同应力状态对塑性极限承载能力的影响,并引入三轴应力度(TS)概念对其进行表征.结果表明:两种材料的极限应力(σ_(max))随着不同TS值变化均存在应力驻点,此处材料的σ_(max)最小;两种材料的极限应变(ε_(max))与TS值呈现反比函数关系;利用本文所提出的工程计算公式,可以在确定结构某点的应力状态情况下,推测结构在此时所能承受的极限应力与极限应变.但是不同材料的σ_(max)-TS、ε_(max)-TS呈现不同的函数关系,需分别进行试验标定.