扭矩有正負(fù)嗎
扭矩是有正負(fù)之分的。
在扭矩圖中,正負(fù)的判斷主要依據(jù)扭矩的方向和作用效果。從橫截面的外法線向截面看,如果扭矩的作用使物體沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),那就是正向扭矩,在扭矩圖上表現(xiàn)為正值。反之,如果扭矩使物體沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),就是負(fù)向扭矩,在扭矩圖上為負(fù)值。
比如在汽車中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩方向與車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致時(shí),這就是正向扭矩,有助于汽車加速或爬坡。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩方向與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí),就是負(fù)向扭矩,可能導(dǎo)致汽車減速或下坡。
要確定扭矩的正負(fù),還可以通過計(jì)算外力偶矩來判斷。對(duì)于傳動(dòng)軸,我們要先計(jì)算各個(gè)輪的外力偶矩。然后分段計(jì)算扭矩,再根據(jù)假設(shè)的扭矩方向與實(shí)際計(jì)算結(jié)果對(duì)比,如果計(jì)算出的扭矩為負(fù),說明實(shí)際方向與假設(shè)的相反。
在繪制扭矩圖時(shí),通常橫坐標(biāo)表示橫截面的位置,縱坐標(biāo)表示扭矩大小。正值扭矩畫在 x 軸上方,負(fù)值扭矩畫在 x 軸下方。
另外,對(duì)于圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力,也有相關(guān)的計(jì)算公式和規(guī)律。變形后圓軸上所有橫截面保持平面,半徑仍為直線,各橫截面間距不變。通過物理關(guān)系、靜力學(xué)關(guān)系可以得出切應(yīng)力公式,圓截面邊緣處的切應(yīng)力最大。而極慣性矩和抗扭截面系數(shù)與截面形狀和尺寸有關(guān),實(shí)心圓和空心圓的極慣性矩、抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式不同。
總之,判斷扭矩的正負(fù)需要綜合考慮扭矩的方向、作用效果以及具體的計(jì)算和分析。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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