Остаточное напряжение сдвига в валу, когда r находится между r1 и константой материала Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
Используемая формула
Остаточное напряжение сдвига в валу = (Предел текучести при сдвиге*Радиус получен/Радиус пластикового фронта-(((4*Предел текучести при сдвиге*Радиус получен)/(3*Внешний радиус вала*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^4)))*(1-1/4*(Радиус пластикового фронта/Внешний радиус вала)^3-(3*Внутренний радиус вала)/(4*Радиус пластикового фронта)*(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^3)))
ζshaft_res = (𝝉0*r/ρ-(((4*𝝉0*r)/(3*r2*(1-(r1/r2)^4)))*(1-1/4*(ρ/r2)^3-(3*r1)/(4*ρ)*(r1/r2)^3)))
В этой формуле используются 6 Переменные
Используемые переменные
Остаточное напряжение сдвига в валу - (Измеряется в Паскаль) - Остаточное напряжение сдвига в валу можно определить как алгебраическую сумму приложенного напряжения и напряжения восстановления.
Предел текучести при сдвиге - (Измеряется в Паскаль) - Предел текучести при сдвиге — это предел текучести вала в условиях сдвига.
Радиус получен - (Измеряется в Метр) - Радиус текучести — это остаточное напряжение в материале после устранения первоначальной причины напряжения, влияющее на его структурную целостность и долговечность.
Радиус пластикового фронта - (Измеряется в Метр) - Радиус пластического фронта — это расстояние от центра материала до точки, где происходит пластическая деформация из-за остаточных напряжений.
Внешний радиус вала - (Измеряется в Метр) - Наружный радиус вала — расстояние от центра вала до его внешней поверхности, влияющее на остаточные напряжения в материале.
Внутренний радиус вала - (Измеряется в Метр) - Внутренний радиус вала — внутренний радиус вала, который является критическим размером в машиностроении, влияющим на концентрацию напряжений и целостность конструкции.
ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок
Предел текучести при сдвиге: 145 Мегапаскаль --> 145000000 Паскаль (Проверьте преобразование ​здесь)
Радиус получен: 60 Миллиметр --> 0.06 Метр (Проверьте преобразование ​здесь)
Радиус пластикового фронта: 80 Миллиметр --> 0.08 Метр (Проверьте преобразование ​здесь)
Внешний радиус вала: 100 Миллиметр --> 0.1 Метр (Проверьте преобразование ​здесь)
Внутренний радиус вала: 40 Миллиметр --> 0.04 Метр (Проверьте преобразование ​здесь)
ШАГ 2: Оцените формулу
Подстановка входных значений в формулу
ζshaft_res = (𝝉0*r/ρ-(((4*𝝉0*r)/(3*r2*(1-(r1/r2)^4)))*(1-1/4*(ρ/r2)^3-(3*r1)/(4*ρ)*(r1/r2)^3))) --> (145000000*0.06/0.08-(((4*145000000*0.06)/(3*0.1*(1-(0.04/0.1)^4)))*(1-1/4*(0.08/0.1)^3-(3*0.04)/(4*0.08)*(0.04/0.1)^3)))
Оценка ... ...
ζshaft_res = 7797619.04761907
ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода
7797619.04761907 Паскаль -->7.79761904761907 Мегапаскаль (Проверьте преобразование ​здесь)
ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ
7.79761904761907 7.797619 Мегапаскаль <-- Остаточное напряжение сдвига в валу
(Расчет завершен через 00.004 секунд)

Кредиты

Creator Image
Сделано Сантошк
ИНЖЕНЕРНЫЙ КОЛЛЕДЖ БМС (BMSCE), БАНГАЛОР
Сантошк создал этот калькулятор и еще 50+!
Verifier Image
Проверено Картикай Пандит
Национальный технологический институт (НИТ), Хамирпур
Картикай Пандит проверил этот калькулятор и еще 400+!

Остаточные напряжения для закона идеализированной деформации напряжений Калькуляторы

Остаточное напряжение сдвига в валу, когда r находится между r1 и константой материала
​ LaTeX ​ Идти Остаточное напряжение сдвига в валу = (Предел текучести при сдвиге*Радиус получен/Радиус пластикового фронта-(((4*Предел текучести при сдвиге*Радиус получен)/(3*Внешний радиус вала*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^4)))*(1-1/4*(Радиус пластикового фронта/Внешний радиус вала)^3-(3*Внутренний радиус вала)/(4*Радиус пластикового фронта)*(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^3)))
Остаточное напряжение сдвига в валу, когда r находится между константой материала и r2
​ LaTeX ​ Идти Остаточное напряжение сдвига в валу = Предел текучести при сдвиге*(1-(4*Радиус получен*(1-((1/4)*(Радиус пластикового фронта/Внешний радиус вала)^3)-(((3*Внутренний радиус вала)/(4*Радиус пластикового фронта))*(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^3)))/(3*Внешний радиус вала*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^4)))
Восстановление Elasto Plastic Torque
​ LaTeX ​ Идти Восстановление Эласто-Пластикового Крутящего Момента = -(pi*Предел текучести при сдвиге*(Радиус пластикового фронта^3/2*(1-(Внутренний радиус вала/Радиус пластикового фронта)^4)+(2/3*Внешний радиус вала^3)*(1-(Радиус пластикового фронта/Внешний радиус вала)^3)))
Остаточное напряжение сдвига в валу для полностью пластикового корпуса
​ LaTeX ​ Идти Остаточное напряжение сдвига при полной пластической деформации = Предел текучести при сдвиге*(1-(4*Радиус получен*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^3))/(3*Внешний радиус вала*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^4)))

Остаточное напряжение сдвига в валу, когда r находится между r1 и константой материала формула

​LaTeX ​Идти
Остаточное напряжение сдвига в валу = (Предел текучести при сдвиге*Радиус получен/Радиус пластикового фронта-(((4*Предел текучести при сдвиге*Радиус получен)/(3*Внешний радиус вала*(1-(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^4)))*(1-1/4*(Радиус пластикового фронта/Внешний радиус вала)^3-(3*Внутренний радиус вала)/(4*Радиус пластикового фронта)*(Внутренний радиус вала/Внешний радиус вала)^3)))
ζshaft_res = (𝝉0*r/ρ-(((4*𝝉0*r)/(3*r2*(1-(r1/r2)^4)))*(1-1/4*(ρ/r2)^3-(3*r1)/(4*ρ)*(r1/r2)^3)))

Как возникают остаточные напряжения в валах?

Когда вал скручивается, он начинает поддаваться деформации, как только напряжение сдвига пересекает его предел текучести. Приложенный крутящий момент может быть упругопластическим или полностью пластичным. Этот процесс называется НАГРУЗКОЙ. Когда к валу, скрученному таким образом, прикладывается крутящий момент той же величины в противоположном направлении, происходит восстановление напряжения. Этот процесс называется РАЗГРУЗКОЙ. Процесс РАЗГРУЗКИ всегда предполагается упругим в соответствии с линейным соотношением напряжение-деформация. Но для пластически скрученного вала восстановление происходит не полностью. Поэтому некоторое количество напряжений остается или блокируется. Такие напряжения называются остаточными напряжениями.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!