Формулы для расчета характеристик вала

Эти формулы используются для расчета параметров вала (с одним или несколькими сечениями) или балки (с одним постоянным сечением) с различными опорами и нагрузками.

Ось вала (балки) располагается вдоль оси Z. Если при расчете учитывается плотность материала, вектор силы тяжести должен быть направлен по оси Y.

Усилия среза:

Изгибающие моменты:

Угол отклонения:

Где:

 

E

модуль упругости при натяжении

 

J

момент инерции

 

G

модуль жесткости

   β

коэффициент смещения при сдвиге

Отклонение:

Напряжение при изгибе:

Напряжение сдвига:

Напряжение закручивания:

Напряжение при растяжении:

Приведенное напряжение:

Где:

 σBнапряжение изгиба
 σT

напряжение при растяжении

   τнапряжение закручивания
 τSнапряжение сдвига
   αα = 3 для критерия Губера — Мизеса — Генки
  α = 4 для критерия Треска — Геста

Образец расчета

Модуль упругости E = 210 000 МПа

Модуль жесткости G = 81 000 МПа

Коэффициент смещения при сдвиге β = 1,118

Режим приведенного напряжения: Губер — Мизес — Генки

Без учета плотности материала.

Усилия опоры:

Максимальное напряжение при сдвиге:

Максимальное напряжение при кручении:

Максимальный момент:

Максимальное напряжение при изгибе:

Максимальное приведенное напряжение:

Угол закручивания: