求教铝型材扭曲计算

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求教铝型材扭曲计算
  z& D  \, I" f- `3 z
如上图6061型材件，如果向图示方向扭转，需要多大力？
初算是2000KG,有高手指点一下是否正确？

Lean_2017.feng

* {( o% U( I0 \假定图示水平方向为x轴，竖直方向为y轴

4 ]5 B6 m) w( d4 k4 @1 @简单测算（合理假设内部尺寸），截面特性为：
      1. 极轴中心坐标为（x,y的中心为简单对称中心）：0，-2.8
* k; X& w5 ]. j! h, u: U, x      2. Ix =   2.93 cm4  （Wx1 = 3.01 cm3 ,  Wx2 = 1.92 cm3 , x轴切分截面后，上下部分材料不对称）
      3. Iy = 10.94 cm4  （Wy1 = Wy2 = 5.49 cm3）
- F3 r" q+ p3 \+ p# Q

7 P9 s: \8 n7 c  z关于扭转可承受的载荷问题，可用扭转强度计算公式：
. _1 W  r* c; I% {7 r
抗扭剪切应力 = 扭矩 / 抗扭截面模量

- L) I+ s4 n% r      上面存在3个截切模量，最小的即为危险截面

      将材料的需用剪切应力带入，即可得到最大许可扭矩，扭矩是载荷中心到扭转中心距离与载荷的乘积。
2 C2 f* s+ |$ o( S4 L; ?
( L6 r5 C0 c  q* _9 }3 Z6061-T6 的理论剪切强度为138-163Mpa, 此处选择138Mpa
/ z& C/ x  g, }) O! r8 r3 h: W5 q选取1.5的安全系数，简单计算如下（注意单位应一致，请自行转换）
      扭矩 = 3.01 cm3 * （ 138 Mpa / 1.5 ）=  276.92 N.m

如果载荷中心位置就在截面侧边，即距中心20mm处，施加此载荷，那么载荷为 276.92 / 0.02 = 13846N
9 O" s0 m& k8 c6 ]2 i2 X  W0 d5 T1 d
值得注意的是，这种测算通常还应复核计算截面抗剪：
% }1 A: g, M- t0 N" V2 M      同样用上述假设 ，在载荷13846N下的剪切应力为 13846N / 6.67 cm2（截面积）= 20.76Mpa < （ 138 Mpa / 1.5 ）
# ~3 d& M6 y- o" C' e1 y# B' P  Y     抗剪OK。
2 e2 V/ V) M! U9 A# l. q; R  }' q

上述说明仅供参考。

! k, m$ }2 t5 v7 J1 S* t; c
9 |- H2 ~- E) R" u6 Y

ytzhanggj007

扭转需要多大的力？你需要扭转多大角度？