КРУЧЕННЯ - це
- Деформація стрижня, валу та ін, що характеризується взаємним поворотом поперечних перерізів один щодо одного навколо центр. осі стрижня під дією крутних моментів (пар сил), прикладених до його кінців. К.пластинокіоболоноквиникає під дією моментів внутр. торкаються. сил, що виникають при їх деформації.
Мал. 1. Кручення круглого валу.
Завдання про К. круглих стрижнів (валів) вирішується в припущенні, що всі поперечні перерізи стрижня в процесі деформації залишаються плоскими, відстані між поперечними перерізами не змінюються, а радіуси, проведені в них, залишаються прямими. В результаті дії моментів, що крутяться, два поперечних перерізи стрижня на відстаніlповертаються на кут j (рис. 1), зв. кутом закручування. Кут закручування, що припадає на одиницю довжини стрижня, зв. відносить. кутом закручування 6. У круглих стрижнях має місце вільне (нестиснене), або чисте, До., при якому виникають тільки касат. напруги. Відносить. кут закручування та касат. напруги при чистому До. в пружній стадії роботи матеріалу стрижня визначаються за ф-лам
деМ до -крутний момент, що дорівнює сумі крутних моментів всіх зовніш. сил, що діють у поперечному перерізі, що розглядається, на умовно відсічену частину стрижня; G - модуль пружності при зсуві; - відстань від осі стрижня до розглянутої точки поперечного перерізу;Iдо іWK -момент інерції та момент опору при К., рівні для круглого перерізу полярного моменту інерціїIP= та полярного моменту опоруWp= .Для прямокут. перерізуIк=WK=.деhіЬ -більша і менша сторони перерізу; і - коеф., що залежать від відношення Для квадратного перерізу =0,14, =2,2, при відкритих тонкостіннихперерізах (куточок, швелер, двотавр) момент інерції при До. може приблизно визначатися як сума моментів інерції складових їх пластинок:Iк= де - коеф., що приймається рівним 1 для куточків, 1,12 - для швелерів та 1,2 - для двотаврів.
У стрижнях некруглого поперечного перерізу До. може бути як стисненим (чистим), так і стисненим (згинальним). Нестеснене К. стрижня можливе за умови, що у всіх його поперечних перерізах може бути вільна депланація (перекручування плоскої форми поперечного перерізу); при цьому торкаються. напруги у всіх перерізах будуть однаковими, а нормальні напруги - відсутні. На відміну від стрижнів круглого поперечного перерізу, в яких брало касат. напруги (рис. 2, а) мають макс. значення у всіх точках контуру, у стрижнях прямоуг. перерізу макс. торкаються. напруги виникають у середині довгої сторони (рис. 2,б) і визначаються ф-ле
Мал. 2. Розподіл дотичних напруг у пружній стадії роботи матеріалу стрижнів:а -круглого перерізу;б- прямокутного перерізу.
Стиснене (згинальне) До. можливе в тих випадках, коли за умовами закріплення або завантаження стрижня вільна депланація перерізів стає неможливою; при цьому з'являються доповн. нормальні та дотичні (секторіальні) напруги.
Мал. 3. Розподіл дотичних напруг в пружнопластичній (а) та пластичній (б) стадіях.
У пружнопластич. стадії торкаються. напруги при До., відповідні межі плинності матеріалу з'являються лежить на поверхні валу (рис. 3,а)і поширюються у його осі. Вважають, що у граничному стані пластич. деформації поширюються до осі (рис. 3,б) і при цьому не відбувається зміцнення матеріалу. Величиниграничних крутних моментів для стрижня круглого перерізу визначаються ф-леMпр= для стрижня прямокутного перерізу
Mпр=
Деформації До. грають істот. У роботі конструкцій і, зазвичай, є однією з причин втрати стійкості елементів конструкцій.
Літ.:Бєляєв Н. М., Опір матеріалів, 15 видавництво, М., 1976; Власов Ст 3., Тонкостінні пружні стрижні, 2 видавництва, М., 1959; Тимошенко С. П., Гуд'єр Дж., Теорія пружності, пров. з англ., М., 1975.