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结构的一些名词解释

2024-04-21 来源:易榕旅网
扭矩

扭矩是使物体发生转动的力。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。

扭矩(Torque,也称为转矩)在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米Nm,此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位,由于G=mg,当g=9.8的时候,1kg的重量为9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人们日常表达里,扭矩常常被称为扭力(在物理学中这是2个不同的概念)。例如:8代Civic 1.8的扭矩为173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢?其实引擎发出的扭矩要经过放大(代价就是同时将转速降低)这就要靠变速箱、终传和轮胎了。引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大(或在超比挡时缩小)再传到终传(尾牙)里作进一步的放大(同时转速进一步降低),最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某车的1挡齿比(齿轮的齿数比,本质就是齿轮的半径比)是3,尾牙为4,轮胎半径为0.3米,原扭矩是200Nm的话,最后在轮轴的扭力就变成200×3×4=2400Nm(设传动效率为100%),再除以轮胎半径0.3米后,轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N,即800公斤力的驱动力,这就足以驱动汽车了。

若论及机械效率,每经过一个齿轮传输,都会产生一次动力损耗,手动变速箱的机械效率约在95%左右,自动变速箱较惨,约剩88%左右,而传动轴的万向节效率约为98%。整体而言,汽车的驱动力可由下列公式计算:扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率/轮胎半径[1]

补充一点:

为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢?

功率P=功W/时间t,功W=力F×距离s;所以,P=F×s/t=F×速度v 而 力F×半径r=扭矩

得出:功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来 角速度的单位是弧度/秒,在弧度制中一个π代表180度

抗扭钢筋

扭钢筋一般是指框架梁两侧荷载不同,对框架梁产生一定扭矩时,在梁侧面设置的钢筋。构造钢筋和抗扭钢筋是设计院设计的,构造钢筋的代号为G,抗扭钢筋的代号为N.构造钢筋的锚固长度为150mm.抗扭钢筋的锚固长度同梁的主筋锚固长度。抗扭钢筋的搭接为Ll或者Lle(抗震),其锚固长度与方式同框架梁下部纵筋,构造钢筋锚固和搭接均取15d计算,在03G101-1中,规定梁的腹板hw大于等于(450)MM时,须配置纵向构造钢筋。当梁宽350时,拉筋直径为(8)MM。拉筋间距为(非加密间距的两倍)。

剪跨比

剪跨比指的是构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。

简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a(a称剪跨)与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。在其它因素相同时,剪跨比越大,抗剪能力越小。当剪跨比大于3时,抗剪能力基本不再变化。

狭义定义:a/h0 广义定义:M/(Vh0)

更深一层:主应力与切应力之比,延伸至延性与脆性

框架柱端一般同时存在着弯矩M和剪力V,根据柱的剪跨比λ=M/(Vho)来确定柱为长柱、短柱和极短柱,ho为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。λ>2(当柱反弯点在柱高度Ho中部时即Ho/ho>4)称为长柱;1.5<λ≤2称为短柱;λ≤1.5称为极短柱。试验表明:长柱一般发生弯曲破坏;短柱多数发生剪切破坏;极短柱发生剪切斜拉破坏,这种破坏属于脆性破坏。抗震设计的框架结构柱,柱端剪力一般较大,从而剪跨比λ较小,易形成短柱或极短柱,产生斜裂缝导致剪切破坏。柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏,在设计中应特别注意避免发生这类破坏。

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