Рациональные формы сечения при кручении

Равнопрочные валы из одного материала, в сечениях которых при одинаковых крутящих моментах возникают одинаковые максимальные касательные напряжения, имеют при различных формах сечений одни и те же полярные моменты сопротивления W_Р (или в случае некруглого сечения одни и те же W_К), но площади F этих сечений различны.

Рациональной будет та форма, для которой площадь сечения наименьшая, т.е. наименьший вес вала, наименьший расход материала. Таким образом, за критерий рациональности формы сечений можно было бы принять отношение W_P / F, но так как это отношение является величиной размерной, то удобнее для сравнения различных сечений принять безразмерную величину, называемую - удельным моментом сопротивления при кручении:

(2.39)

В таблице 2.1. приведены значения для некоторых сечений

Таблица 2.1.

Форма сечения
Швеллер, двутавр	0,04 – 0,07
Прямоугольник h/в =10	0,1
Квадрат	0,21
Круглое сплошное сечение	0,28
Кольцевое сечение с = d / D = 0,5 с = 0,9	0,37 1,16

Из таблицы видно, что швеллер, двутавр, узкий прямоугольник самые нерациональные формы сечений при кручении.

Рациональными являются кольцевые сечения, особенно при малой толщине стенок.

При расчете на жесткость в качестве критерия рациональности формы сечения вала принимают величину:

i_К= J_К / F², (2.40)

где J_К – момент инерции сечения при кручении (для круглого и кольцевого сечений i_Р= J_Р / F²).

Критерий i_K - называют удельным моментом инерции сечения при кручении;

i_P- удельным полярным моментом инерции.

По данному критерию кольцевые сечения являются еще более эффективными, чем при расчете на прочность.

Дата добавления: 2014-11-20