求教铝型材扭曲计算

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求教铝型材扭曲计算

4 T0 f3 }" F4 L/ t" c* Y& ?3 Z5 m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？

ytzhanggj007

扭转需要多大的力？你需要扭转多大角度？

Lean_2017.feng

# n+ p& f5 U; a# `; F假定图示水平方向为x轴，竖直方向为y轴

简单测算（合理假设内部尺寸），截面特性为：
) s% [( R- f, N% w/ w( ~  ^* L# G0 z      1. 极轴中心坐标为（x,y的中心为简单对称中心）：0，-2.8
3 [, b! H+ A: ?  ^* T( ~2 P      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）


关于扭转可承受的载荷问题，可用扭转强度计算公式：
7 z* f+ K; H# K! C2 Z* c( H
抗扭剪切应力 = 扭矩 / 抗扭截面模量

8 Q' U! ^0 t) x. h      上面存在3个截切模量，最小的即为危险截面
8 G4 \4 N% y' q: i, E) ~8 Z
      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。
( C( f  {% y$ d4 A( M
2 n/ h) d* V4 P8 v6061-T6 的理论剪切强度为138-163Mpa, 此处选择138Mpa
4 v5 T% ?9 c3 O( X$ c5 S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）
# c6 n- }' v# m      扭矩 = 3.01 cm3 * （ 138 Mpa / 1.5 ）=  276.92 N.m

1 K; q1 V( J8 G) ~! N: e- H- I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

: j0 f0 ^! v& u  n值得注意的是，这种测算通常还应复核计算截面抗剪：
5 A' G+ `8 F$ q& o6 X      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 ）
     抗剪OK。
5 y2 h1 Q- P5 Z
5 J0 e; W% m$ A2 u7 \- \
' d) m7 r" g( X1 K  b# t, I上述说明仅供参考。
0 w1 R' K3 n9 \4 N- M
& m7 j! S" E3 f+ v; U' ]  G
5 J* _8 l( o3 f3 F) {& U% E