Torsionmi@ser.eor.cn
Torsion mi@seu.edu.cn
Contents·IntroductiontoTorsion（扭转简介）·ExamplesofTorsionShafts（扭转轴示例）·SignConventionofTorque（扭矩符号规则）·TorqueDiagram（扭矩图）·Power&Torque（功率与扭矩）·InternalTorque&Stress-Static Indeterminacy（内力扭矩和应力一超静定概念的引入）·GeneralRelations Involved inDeformableSolids（分析可变形固体的几大基本关系）·Kinematics（几何关系）·Hooke'sLawforShearingDeformation（剪切变形物理关系）·StaticEquivalency（静力等效关系）·TorsionalStress&AngleofTwist（圆轴扭转的应力与扭转角）2
• Introduction to Torsion（扭转简介） • Examples of Torsion Shafts（扭转轴示例） • Sign Convention of Torque（扭矩符号规则） • Torque Diagram（扭矩图） • Power & Torque（功率与扭矩） • Internal Torque & Stress - Static Indeterminacy（内力扭矩和应力 -超静定概念的引入） • General Relations Involved in Deformable Solids（分析可变形固 体的几大基本关系） • Kinematics（几何关系） • Hooke’s Law for Shearing Deformation（剪切变形物理关系） • Static Equivalency（静力等效关系） • Torsional Stress & Angle of Twist（圆轴扭转的应力与扭转角） Contents 2
Contents·NonuniformTorsionofCircularShafts（圆轴的非均匀扭转）·Strength&StiffnessAnalysis（强度和刚度条件）·StrainEnergyand itsDensity（扭转应变能与应变能密度）·PolarMoments ofInertia&SectionModulus（圆截面的极惯性矩与扭转截面系数）·Theorem of Conjugate Shearing Stress（切应力互等定理）·StressesonObliqueCrossSections（扭转轴斜截面上的应力）·FailureModesofTorsionalShafts（扭转轴的失效模式）·StressConcentrations（扭转轴的应力集中）·TorsionofNoncircularMembers（非圆截面杆的扭转）·MembraneAnalogy（薄膜比拟）·TorsionofThin-walledOpenShafts（薄壁开口截面杆的扭转）·TorsionofThin-walledHollowShafts（薄壁空心截面杆的扭转）3
• Nonuniform Torsion of Circular Shafts（圆轴的非均匀扭转） • Strength & Stiffness Analysis（强度和刚度条件） • Strain Energy and its Density（扭转应变能与应变能密度） • Polar Moments of Inertia & Section Modulus（圆截面的极惯性矩 与扭转截面系数） • Theorem of Conjugate Shearing Stress（切应力互等定理） • Stresses on Oblique Cross Sections（扭转轴斜截面上的应力） • Failure Modes of Torsional Shafts（扭转轴的失效模式） • Stress Concentrations（扭转轴的应力集中） • Torsion of Noncircular Members（非圆截面杆的扭转） • Membrane Analogy（薄膜比拟） • Torsion of Thin-walled Open Shafts（薄壁开口截面杆的扭转） • Torsion of Thin-walled Hollow Shafts（薄壁空心截面杆的扭转） Contents 3
Introduction to TorsionGenerator. Turbine exerts torque T on theshaftRotationTurbine? Shaft transmits the torque tothe generator(a). Generator creates an equal andopposite torque T? Cross section remains planarInterestedin stresses andstrains of circular shafts(b)subjected to twisting couplesor torques4
• Interested in stresses and strains of circular shafts subjected to twisting couples or torques • Generator creates an equal and opposite torque T • Cross section remains planar • Turbine exerts torque T on the shaft Introduction to Torsion • Shaft transmits the torque to the generator 4
Introduction to TorsionTorsional Deformationofa Circular shaft.Radial lines remain straightLongitudinal linesduring deformationremainstraightbut spiral.Noticethedeformation oftherectangularelementwhenitissubjectedtoatorque
Introduction to Torsion 5