Máy Tính Xoắn | BeamMetric

Ứng suất cắt và góc xoắn.

Cách sử dụng Máy tính Xoắn

Chọn tiết diện — tròn đặc, tròn rỗng hoặc chữ nhật — rồi nhập mô men xoắn tác dụng, chiều dài cấu kiện và mô đun cắt G (khoảng 79.300 MPa cho thép và 26.000 MPa cho nhôm 6061 trong cơ sở dữ liệu vật liệu).

Đối với trục đặc, mô men quán tính cực là J = πd⁴/32 và ứng suất cắt đỉnh là τ = 16T/(πd³); trục rỗng dùng J = π(D⁴ − d⁴)/32 với ứng suất tính tại bán kính ngoài. Vì ứng suất giảm theo lũy thừa ba của đường kính, một sự tăng kích thước vừa phải đem lại sự giảm ứng suất lớn.

Thanh chữ nhật không có mô men cực đơn giản: công cụ nội suy các hệ số α và β từ bảng tỉ lệ cạnh cổ điển (α = 0,208, β = 0,141 cho hình vuông, cả hai tiến tới 0,333 cho dải mỏng) và áp dụng τ = T/(α·b·t²) và θ = TL/(β·b·t³·G). Góc xoắn được báo cáo bằng cả radian và độ.

FAQ

Tại sao trục rỗng hiệu quả như vậy khi xoắn?

Ứng suất cắt biến thiên tuyến tính với bán kính, nên vật liệu gần tâm hầu như không chịu gì mà vẫn thêm trọng lượng. Ống giữ vật liệu ở ngoài nơi nó làm việc nhiều nhất: khoét một lõi bằng nửa đường kính ngoài chỉ loại bỏ 1/16 của J (phụ thuộc D⁴ − d⁴) trong khi tiết kiệm một phần tư trọng lượng.

Góc xoắn cho tôi biết điều gì?

θ = TL/(GJ) tính bằng radian là mức một đầu xoay tương đối so với đầu kia, cũng hiển thị bằng độ. Nó tăng tuyến tính với chiều dài và mô men xoắn, và tỉ lệ nghịch với độ cứng GJ — hữu ích cho trục truyền động và chi tiết máy nơi sự thẳng hàng quan trọng ngang với cường độ.

Thanh chữ nhật được xử lý khác biệt như thế nào?

Công thức trục tròn không áp dụng. Máy tính nội suy các hệ số α và β từ tỉ lệ cạnh b/t — 0,208 và 0,141 cho hình vuông, tăng dần đến 0,333 khi thanh dẹt thành dải — rồi dùng τ = T/(α·b·t²). Ứng suất đỉnh xảy ra tại trung điểm cạnh dài, không phải tại các góc.

Tôi nên nhập mô đun cắt nào?

Dùng G, không phải Mô đun Young. Từ cơ sở dữ liệu vật liệu tích hợp: thép 79.300 MPa, thép không gỉ 304 77.000 MPa, nhôm 6061 26.000 MPa, Titan Gr5 44.000 MPa, và Douglas Fir khoảng 810 MPa. Nhập nhầm E sẽ ước tính thấp góc xoắn của trục thép khoảng 2,5 lần.