Кручение вала (стержня) круглого поперечного сечения

Кручение — это такой вид деформации бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает единственный внутренний силовой фактор — крутящий момент, обозначаемый Mz или Tk.

На 19.11 изображен брус, работающий на кручение под действием приложенных к нему скручивающих моментов (M1, M2, M3, М4).

Во всех случаях будем считать, что алгебраическая сумма скручивающих моментов равна нулю, т. е. брус находится в равновесии.

Применяя метод сечений и рассматривая равновесие оставленной части (19.12), приходим к выводу, что внутренние силы, возникающие в поперечном сечении бруса, должны дать момент (крутящий момент), уравновешивающий внешние моменты, приложенные к оставленной части.

Крутящие моменты вала. Кручение вала Итак, крутящий момент, возникающий в произвольном поперечном сечении бруса, численно равен алгебраической сумме скручивающих моментов, приложенных к оставленной части.

При кручении бруса в его поперечных сечениях возникают только касательные напряжения.

Для расчета на прочность, так же как и при растяжении (сжатии) бруса, надо найти его опасное сечение. В случае, если размеры поперечного сечения по длине бруса постоянны, опасными будут сечения, в которых крутящий момент максимален. График, показывающий закон изменения крутящих моментов по длине бруса, называется эпюрой крутящих моментов (см. 19.12).

Правило знаков: будем считать крутящий момент положительным, если для наблюдателя, смотрящего на проведенное сечение, он представляется направленным по часовой стрелке (19.13). Соответствующий внешний момент направлен против часовой стрелки.