目录

  • 1 材料力学
    • 1.1 课程基本概况
    • 1.2 材料力学绪论(1)
    • 1.3 材料力学绪论(2)
  • 2 杆件的内力分析
    • 2.1 内力与截面法
    • 2.2 杆件的内力分析-轴向拉伸与压缩
    • 2.3 杆件的内力分析-扭转内力
    • 2.4 杆件的内力分析-弯曲的概念与实例
    • 2.5 杆件的内力分析-剪力与弯矩(指定截面)
    • 2.6 杆件的内力分析-剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图
    • 2.7 杆件的内力分析-剪力方程和弯矩方程实例详解
    • 2.8 杆件的内力分析-剪力与弯矩的微分关系
  • 3 杆件的应力分析
    • 3.1 应力与应变的概念
    • 3.2 轴向拉伸与压缩应力
    • 3.3 圣维南原理与应力集中
    • 3.4 圆轴扭转横截面上的切应力
    • 3.5 矩形截面杆横截面上的切应力
    • 3.6 纯弯曲正应力
    • 3.7 梁横力弯曲时横截面上的正应力
    • 3.8 梁横力弯曲时横截面上的切应力
  • 4 杆件的变形分析
    • 4.1 轴向拉伸与压缩的变形计算
    • 4.2 圆轴扭转变形计算
    • 4.3 挠曲线近似微分方程
    • 4.4 积分法计算梁的弯曲变形
    • 4.5 叠加法计算梁的弯曲变形
  • 5 附录A 平面图形的几何性质
    • 5.1 静矩与形心
    • 5.2 惯性矩与惯性积
    • 5.3 平行移轴公式
    • 5.4 转轴公式
  • 6 材料的力学性质
    • 6.1 材料拉伸与压缩的力学性质
    • 6.2 【拓展】材料的塑性性质与残余应力
    • 6.3 【拓展】复合材料及其力学性能
    • 6.4 电测法原理与应用
  • 7 应力状态分析
    • 7.1 一点的应力状态
    • 7.2 二向应力状态的解析法
    • 7.3 二向应力状态的图解法
    • 7.4 三向应力状态及广义胡克定律
    • 7.5 复杂应力状态下的应变能密度
  • 8 杆件的静力学设计
    • 8.1 杆件的静力学设计-总论
    • 8.2 基本变形条件下的强度计算
    • 8.3 基本变形条件下的刚度计算
    • 8.4 连接件的剪切和挤压
    • 8.5 强度理论
    • 8.6 提高杆件承载能力的措施
  • 9 组合变形
    • 9.1 组合变形与叠加原理的概念
    • 9.2 组合变形-拉伸(压缩)与弯曲
    • 9.3 组合变形-斜弯曲
    • 9.4 组合变形-弯曲与扭转的组合
    • 9.5 组合变形-综合问题
  • 10 压杆稳定
    • 10.1 压杆稳定的概念
    • 10.2 细长压杆的临界压力
    • 10.3 柔度 欧拉公式的适用范围
    • 10.4 压杆的稳定性合理设计
    • 10.5 压杆稳定计算[参考折减因数法]
  • 11 能量法初步
    • 11.1 杆件的变形能
    • 11.2 功的互等定理和位移互等定理
    • 11.3 卡氏第二定理
    • 11.4 莫尔定理与图乘法
  • 12 简单超静定问题
    • 12.1 超静定问题的概念
    • 12.2 拉压超静定问题
    • 12.3 扭转超静定问题
    • 12.4 温度应力与装配应力
    • 12.5 简单超静定梁
  • 13 动载荷
    • 13.1 惯性载荷作用下的动应力和动变形
    • 13.2 冲击载荷和冲击韧度
    • 13.3 交变应力与疲劳破坏
  • 14 课程实验
    • 14.1 低碳钢拉伸试验
    • 14.2 纯弯曲正应力实验
    • 14.3 弯扭组合实验
  • 15 课程总复习
    • 15.1 材料力学知识点总结与梳理
  • 16 习题解析
    • 16.1 习题1 轴向拉伸与压缩、扭转的内力
    • 16.2 习题2  剪力与弯矩
    • 16.3 习题3 轴向应力计算
    • 16.4 习题4  扭转应力
    • 16.5 习题5 平面图形的几何性质
    • 16.6 习题6 弯曲正应力与切应力计算
    • 16.7 习题7  梁横截面上的切应力计算
    • 16.8 习题8 轴向拉伸与压缩的变形
    • 16.9 习题9 扭转变形计算
    • 16.10 习题10 梁的弯曲变形计算
    • 16.11 习题11 应力状态分析
    • 16.12 习题12 压杆稳定
    • 16.13 习题13 静力学设计-基本变形
    • 16.14 习题14 组合变形-斜弯曲
    • 16.15 习题15 组合变形-弯扭组合
    • 16.16 习题16 超静定问题
杆件的内力分析-扭转内力

【要点说明】

关于扭矩的正负号问题

首先要回顾一下理论力学中关于力偶的问题,我们知道,力偶在空间实际上是一个矢量,而且符合右手螺旋定则,力偶在平面问题中虽然可以用标量来表示,但是还是可以用力偶矩矢来表示的。如果用力偶矩矢来表示(实际上截面上的扭矩也可看成是一个力偶),那么任意一个截面上的扭矩就可以根据右手螺旋定则来确定其力偶矩矢的方向。这样,对于扭矩的正负号就可这样来表达:

   某个截面上的扭矩的力偶矩矢的方向和该截面的外法线方向一致,那么该扭矩为正,否则为负。

  同样在作扭矩图和计算某个截面的扭矩的时候,也可以预先设扭矩为正,算出来如果是负值,那么真实的转向和设的转向相反。一般情况下,我们可以把外力偶全部变成外力偶矩矢,这样就可以仿照轴力的求解方法来进行求解。比如下面的问题:已知外力偶矩(通过计算可得,此处略),求 1-1.2-23-3 截面上的扭矩。

   首先可以把所有的外力偶矩根据右手定则变换为力偶矩矢,如下图

    第二步要求各个截面上的扭矩,就可以象求轴力一样来进行了.下面还是以 2-2 截面作为例子,不管是取左边还是取右边,先设该截面上的扭矩的力偶矩矢的方向和截面的外法线方向一致.然后列方程求解,求出来的结果应该是一样的,不会产生正负号的问题.如下面的两个图:

因此,无论是取左边还是取右边,计算的结果(包括符号)都应该是相同的。