19.8 : Пластическая деформация круглых валов

Когда материалы подвергаются воздействию сил, превышающих их предел текучести, они подвергаются процессу, известному как пластическая деформация. Это приводит к необратимым изменениям или деформации их структуры. Эту концепцию можно конкретно применить к круглым валам, деформация которых приводит к изменению их формы. Точная оценка этой пластической деформации требует понимания распределения напряжений внутри круглого вала, что достигается путем расчета максимального напряжения сдвига в материале. После идентификации можно построить диаграмму напряжения сдвига-деформации, чтобы выявить максимальную деформацию сдвига. Очень важно помнить, что деформация сдвига имеет линейную зависимость от расстояния от оси вала.

Взаимосвязь между деформацией сдвига и радиальным расстоянием можно определить, подставив в это уравнение максимальное значение деформации сдвига. Аналогичным образом можно также определить взаимосвязь между напряжением сдвига и радиальным расстоянием. Используя интегральное соотношение и заменяя площадь элемента и полярный момент инерции радиусом вала, можно рассчитать предельный крутящий момент, который приводит к разрушению вала, путем максимизации предельного значения напряжения сдвига материала. Эквивалентное напряжение, полученное в результате этого расчета, часто называют модулем разрыва при кручении данного материала. Этот термин представляет собой максимальное напряжение, которое необходимо выдержать, прежде чем материал разрушится при кручении.