Torção
Objetivos
No final deste capítulo você deve ser capaz de completar torção cálculos usando:
- Geral torção equação
- Polar momento de inércia
- Módulo de elasticidade de cisalhamento
Eixos são componentes mecânicos, geralmente de secção circular, usado para transmitir potência/torque através de seu movimento de rotação., Na operação a que estão sujeitas:
- torção cisalhamento dentro da seção transversal do eixo, com um máximo na superfície externa do eixo
- tensões de curvatura (por exemplo, uma transmissão de engrenagem eixo apoiado em mancais)
- as vibrações devido a velocidade crítica
Este capítulo irá focar-se exclusivamente na avaliação de cisalhamento em um eixo.,
Todos os problemas de torção que você espera de resposta pode ser resolvido usando a fórmula a seguir:
em que:
A nomenclatura acima segue a mesma convenção que PanGlobal Poder de Engenharia do Sistema de Formação.os problemas de torção mais comuns indicam a potência transmitida (kW) a uma determinada velocidade de rotação (rad/s ou RPM). O binário equivalente pode ser encontrado com:
em que n = n×2π / 60.,
Semelhante para os momentos de inércia que você aprendeu antes na cinética de rotação e flexão de vigas, o momento polar de inércia representa uma resistência à deformação de torção no eixo. Fórmulas gerais para o momento polar de inércia são dadas no Apêndice C.
nota a diferença entre momentos flectores de inércia Ic e momentos polares de inércia J, e use-os adequadamente., Por exemplo, se você está lidando com um bar circular:
- Ic = π d4 / 64, se a barra é utilizada como um feixe
- J = π d4 / 32, se a barra é utilizada como um eixo
Chamado de Módulo de Rigidez em PanGlobal e Reed, o módulo de elasticidade de cisalhamento é definida (da mesma forma como a E) como proporção da tensão de cisalhamento a tensão de cisalhamento. É expresso em GPa ou psi e os valores típicos são apresentados no Apêndice B. Os valores típicos são inferiores ao Módulo de elasticidade de Young e, por exemplo, ASTM A36 steel tem EA36 = 207 GPa e GA36 = 83 GPa.,
a deformação do binário de um veio devido é medida pelo ângulo de torção na extremidade do veio. Este ângulo de torção depende do comprimento do eixo, como mostrado na figura a seguir:
por Barry Dupen
O ângulo de torção, é usado em geral torção equação e na estimativa da tensão de cisalhamento, γ (gama), não-dimensional.
problemas atribuídos
resolver os seguintes problemas usando a equação geral de Torção.,Problema 1: para melhorar uma transmissão do motor, um eixo sólido será substituído por um eixo oco de aço de melhor qualidade, resultando num aumento da tensão admissível de 24%. A fim de manter os rolamentos existentes, o novo eixo terá o mesmo diâmetro exterior que o eixo sólido existente. Determinar:
(A) O diâmetro do veio oco em termos de diâmetro exterior
(b) a redução de peso em percentagem, assumindo que as densidades de aço de ambos os veios são idênticas
Problema 2: a transmissão de um gerador de turbina é nominal para 3500 kW a 160 RPM., Os eixos, 180 mm de diâmetro e 2 m de comprimento, estão conectados através de um flange de acoplamento com 6 parafusos de acoplamento de 40 mm de diâmetro, dispostas em um campo círculo de 340 mm. Se o eixo de cisalhamento módulo de elasticidade é de 85 Agp determinar:
(a) o limite máximo de “shear stress” no eixo
(b) o “shear stress” os parafusos
Problema 3: Dois idênticos eixos ocos são conectados por uma flange de acoplamento. O diâmetro exterior dos veios é de 240 mm e o acoplamento tem 6 parafusos de 72 mm cadA um num círculo de parafuso de 480 mm., Determinar o diâmetro interno dos veios ocos, o que resulta na mesma tensão de cisalhamento em ambos, veios e parafusos.problema 4: um revestimento de latão, de 24 mm de espessura, é encolhido sobre um eixo sólido de 220 mm de diâmetro. Tendo Gsteel = 85 Agp e Gbrass = 37 GPa, determinar a máxima de cisalhamento tensão no eixo e o revestimento, se o torque transmitido é de 240 kN×m. Também determinar o ângulo de torção se o comprimento do eixo é de 3,4 m.
Problema 5: Sugerir uma melhoria a este capítulo.