胡克定律是指的形变和所产生的弹力的关系。
剪切形变,其弹力与剪切形变的关系所符合的关系就是你所说的剪切胡克定律。
起初,胡克在做实验的过程中,发现“弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比”,他又通过多次实验验证自己的猜想。
1678年,胡克写了一篇《弹簧》论文,向人们介绍了对弹性物体实验的结果,为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。
19世纪初,在前者做了不少实验工作的前提下,英国科学家托马斯·杨总结了胡克等人的研究成果,指出:
如果弹性体的伸长量超过一定限度,材料就会断裂,弹性力定律就不再适用了,明确地指出弹性力定律的适用范围。
(超出该适用范围的形变就叫做范性形变)。
至此,经过许多科学家的辛勤劳动,终于准确地确立了物体的弹性力定律。
后人为纪念胡克的开创性工作和取得的成果,便把这个定律叫做胡克定律。
剪切虎克定律,是力学弹性理论中的一条基本定律,表述为:
固体材料受力之后,材料中的应力与应变(单位变形量)之间成线性关系。
满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型(英文Hookean)材料。
从物理的角度看,剪切胡克定律源于多数固体(或孤立分子)内部的原子在无外载作用下处于稳定平衡的状态。
许多实际材料,如一根长度为L、横截面积A的棱柱形棒,在力学上都可以用胡克定律来模拟——其单位伸长(或缩减)量(应变)在常系数E(称为弹性模量)下,与拉(或压)应力σ成正比例,即:
弹簧给予物体的力F与长度变化量x成线性关系(F=-k·x或△F=-k·Δx)
刚体:
实际固体的理想化模型,即在受力后其大小、形状和内部各点相对位置都保持不变的物体。
力偶:
一般,将大小相等,方向相反但不共线的两个平行力组成的力系,称为力偶,力偶是一种只有合转矩(所有转矩的总合),没有合力的力系统。
剪切定律:
由试验得知:
当切应力在小于弹性极限时,切应力与切应变成正比物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。
在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。
力矩公式:
M=LxF。
扭矩公式:
驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径(单位:
米)。
扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。
什么是力矩
力矩是力对物体产生转动作用的物理量。
可以分为力对轴的矩和力对点的矩。
即:
M=LxF。
其中L是从转动轴到着力点的距离矢量,F是矢量力;力矩也是矢量。
转动力矩又称为转矩或扭矩。
力矩能够使物体改变其旋转运动。
推挤或拖拉涉及到作用力,而扭转则涉及到力矩。
力矩等于径向矢量与作用力的叉积。
扭矩公式计算
公式
驱动力=扭矩×变速箱齿比×主减速器速比×机械效率÷轮胎半径(单位:
米)
计算
引擎的功率能由扭矩计算出来。
因为功率P=功W÷时间t,功W=力F×距离s,所以P=F×s/t=F×速度v。
这里的v是线速度,而在引擎里,曲轴的线速度v=曲轴的角速度ω×曲轴半径r,代入上式得:
功率P=力F×半径r×角速度ω;而力F×半径r=扭矩,故得出:
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。
定义:
φ——截面间相对转角;γ——切应变;τ——切应力;T——扭矩;r——半径;l——材料长度。
切应变与相对转角的关系为:
γ=φr/l
切应变与切应力满足剪切胡克定律:
τ=Gγ(G为材料的切变模量)
扭矩与切应力之间的关系为:
T=∫τdAr
e是材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
弹性模量的单位是达因每平方厘米。
“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。
所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。