一根管子外径70内径63,另一根管子外径60内径50,大佬给分析下,哪根管子不容易被扭断
圆管传动轴,大概2米长。一根管子外径70内径63,另一根管子外径60内径50,大佬给分析下,哪根管子不容易被扭断?60x50的,,,,抗扭更强。。。。 好像是70那条好些 70
会有限元的,分析一下应力,肯定70小
在不考虑材料差异(假设两根管子材料相同,材料的强度极限、弹性模量等力学性能参数一致 )的情况下,判断哪根管子不容易被扭断,主要依据其抗扭截面模量,抗扭截面模量越大,抵抗扭转变形和断裂的能力越强。
1. 计算抗扭截面模量公式
对于圆管,其抗扭截面模量
W
t
的计算公式为:
W
t
=
16
π
×
D
D
4
−d
4
其中,
D
为圆管的外径,
d
为圆管的内径。
2. 计算第一根管子的抗扭截面模量
已知第一根管子外径
D
1
=70mm
,内径
d
1
=63mm
,将其代入上述公式可得:
W
t1
=
16
π
×
70
70
4
−63
4
=
16
π
×
70
(70
2
+63
2
)(70
2
−63
2
)
=
16
π
×
70
(4900+3969)(4900−3969)
=
16
π
×
70
8869×931
≈
16
3.14
×
70
8267039
≈
16×70
3.14×8267039
≈
1120
26.06840246×10
6
≈232753.6mm
3
3. 计算第二根管子的抗扭截面模量
已知第二根管子外径
D
2
=60mm
,内径
d
2
=50mm
,代入公式可得:
W
t2
=
16
π
×
60
60
4
−50
4
=
16
π
×
60
(60
2
+50
2
)(60
2
−50
2
)
=
16
π
×
60
(3600+2500)(3600−2500)
=
16
π
×
60
6100×1100
≈
16
3.14
×
60
6710000
≈
16×60
3.14×6710000
≈
960
21.0694×10
6
≈219472.9mm
3
4. 对比分析
因为
W
t1
≈232753.6mm
3
>W
t2
≈219472.9mm
3
,第一根管子的抗扭截面模量更大,所以在材料相同的前提下,外径 70mm、内径 63mm 的那根管子更不容易被扭断。
此外,实际应用中,管子的抗扭性能还会受到材料的热处理状态(如退火、淬火等影响材料内部组织结构和硬度 )、加工工艺(加工过程中产生的残余应力等 )、受力方式(是否存在其他方向的附加应力 )等因素的影响。
来自豆包的解答
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