(2)軸向不對(duì)中180°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最左端時(shí)贪庄,也就是180°位置時(shí),單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時(shí)的受力情況仍然屬于二向應(yīng)力狀態(tài)亭螟,只是分析的平面沿著跟著旋轉(zhuǎn)了90°残家,得出最大榆俺、最小主應(yīng)力為
此時(shí)主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系,即α2較α1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90°
(3)軸向不對(duì)中270°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最下方時(shí)闸骨,也就是270°位置時(shí)扯殴,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時(shí)的受力情況仍然屬于二向應(yīng)力狀態(tài),只是分析的平面跟著旋轉(zhuǎn)了90°奔祟,
此時(shí)主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系鬓惶,即α3較α2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90°
(4)軸向不對(duì)中360°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最右端時(shí),也就是360°位置時(shí)翎丢,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時(shí)的受力情況仍然屬于二向應(yīng)力狀態(tài)庞炕,
只是分析的平面跟著再旋轉(zhuǎn)了90°,此時(shí)主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系量懂,即α4較α3旋轉(zhuǎn)了90°
tg2α4=- (4-27)
由上面的分析可知盒俏,在軸向不對(duì)中時(shí),聯(lián)軸器受到的最大應(yīng)力的大小始終不變仿竣,最大應(yīng)力方向隨著旋轉(zhuǎn)角度變化敷主。
4.4 徑向不對(duì)中時(shí)的聯(lián)軸器的工作狀態(tài)
徑向不對(duì)中時(shí),由于徑向的偏移氢觉,橡膠圓環(huán)左端面受到附加的向下的剪應(yīng)力究滞,右端面受到附加的向上的剪應(yīng)力,并且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中装获,剪應(yīng)力τrad的大小和方向都不會(huì)隨著圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度改變而改變瑞信;由橡膠圓環(huán)旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力τrot,方向始終與其線速度方向相反穴豫,而線速度方向在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中不斷的變化凡简,徑向不對(duì)中時(shí)的應(yīng)力情況應(yīng)該是τrad與τrot,的疊加精肃。所以其受力情況比較復(fù)雜秤涩。同樣取徑向位移的方向?yàn)閥軸,與徑向位移垂直的方向?yàn)閤軸司抱,建立坐標(biāo)系筐眷。分別取四個(gè)象限點(diǎn)的位置狀態(tài)作為研究重點(diǎn),分別對(duì)單元體進(jìn)行應(yīng)力分析习柠。
(1)徑向不對(duì)中90°位置時(shí)匀谣,當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最上方時(shí),也就是90°位置時(shí)资溃,這時(shí)由武翎,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時(shí)的應(yīng)力屬于空間應(yīng)力狀態(tài)分析烈炭,變形體中任何一點(diǎn)處的應(yīng)力在不同方向的平面上有不同的值。所謂應(yīng)力狀態(tài)指的是任意一點(diǎn)處的應(yīng)力的大小和方向以及不同平面上應(yīng)力間的關(guān)系 督巍。在主平面上卫道,只有正應(yīng)力,而剪應(yīng)力分量等于零单旺。主平面上的正應(yīng)力叫做主應(yīng)力秒勿。由代數(shù)理論可知,有以下方程
-I1+I2-I3=0 (4-28)
該方程有三個(gè)實(shí)根拔怜,分別為σ1嘁拖,σ2,σ3泥觉,且有σ1≥σ2≥σ3瘸利,此三個(gè)應(yīng)力即為分別作用于三個(gè)相互垂直平面上的主應(yīng)力值,并且在此三個(gè)平面上無(wú)剪切應(yīng)力紊捉。當(dāng)坐標(biāo)變換時(shí)怯路,雖然每個(gè)應(yīng)力分量都隨之改變,但是有些量是不變的溯剑,Il蛉加,I2,I3分別為第一缸逃,第二针饥,第三應(yīng)力不變量。
σzx=τrod分別代入(4-29)(4-30)(4-31)需频,得到具體的三個(gè)不變量的值
由式(4-35)可知丁眼,最大應(yīng)力平面剛好在垂直于正弦矢量相加的方向。
當(dāng)τrot=10MPa時(shí)昭殉,可以算出σmax=σ1=
(2)徑向不對(duì)中180°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最左端時(shí)苞七,也就是180°位置時(shí),單元體的應(yīng)力如下圖所示
由圖示可知挪丢,此時(shí)單元體的受力其實(shí)是屬于純剪切狀態(tài)蹂风,只是此時(shí)的剪切應(yīng)力為τrad與τrot的疊加。此時(shí)剪應(yīng)力τrad與τrot的方向相反乾蓬。所在最大應(yīng)力有所抵消惠啄。
此時(shí)主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系:tg2α2=-∞,所有α2=-450或-1350
當(dāng)τrot=10MPa時(shí)任内,可以算出σmax=30-10=20MPa
(3)徑向不對(duì)中2700位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最下方時(shí)歇盒,也就是2700位置時(shí),單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時(shí)的受力由圖上可以看出炒垫,屬于空間應(yīng)力狀態(tài)着脐,其基本分析過(guò)程類(lèi)似于徑向不對(duì)中900狀態(tài)氨筑,現(xiàn)在將徑向不對(duì)中2700時(shí)的受力情況:σxx=0够煮,σyy=0畸居,σzz=0,τxy=-τrot弟茸,σyz=0栅洁,σzx=0,σzx=τrod分別代入式(4-29)(4-30)(4-31)版叁,得到
將上述主應(yīng)力的值代入就可以得知
由式(4-39)可知劳诽,最大應(yīng)力平面剛好在垂直于正弦矢量相加的方向。這與徑向不對(duì)中90°位置的情況有些相似敲侧。
當(dāng)τrot=10MPa時(shí)定歧,可以算出σmax=σ1=
(4)徑向不對(duì)中360°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最右端時(shí),也就360°位置時(shí)僻匿,單元體的應(yīng)力如下圖所示
由圖示可知官地,此時(shí)單元體的受力其實(shí)是屬于純剪切狀態(tài),只是此時(shí)的剪切應(yīng)力為τrad與τrot的疊加烙懦。其分析過(guò)程與徑向不對(duì)中1800時(shí)的情況相似驱入,只是這時(shí)τrad與τrot的方向相同,而在1800時(shí)方向相反氯析,所以有
此時(shí)主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系:tg2α4=-∞亏较,所以有α4-450或-1350
當(dāng)τrot=10MPa時(shí),可以算出σmax=30+10=40MPa
從徑向不對(duì)中的情況可知掩缓,可以知道聯(lián)軸器的單元體即有三向工作應(yīng)力狀態(tài)雪情,又存在純剪切的工作狀態(tài),其最大工作應(yīng)力大小和方向都隨著橡膠圓環(huán)的改變而改變你辣。旺罢,在旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中,綜合考慮四個(gè)不同的位置時(shí)最大主應(yīng)力的大小绢记,由于(τrot+τrad)>(τrot-τrad)扁达,所以可以知道最大的最大應(yīng)力為應(yīng)該是聯(lián)軸器360°位置時(shí)的最大主應(yīng)力,最大主應(yīng)力平面方向與y軸成450夾角蠢熄。即3600位置為徑向不對(duì)中時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn)缨拇。
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