Основные сведения. При кручении круглого вала в плоскостях, перпендикулярных к его продольной оси, и в плоскостях, проходящих через эту ось

При кручении круглого вала в плоскостях, перпендикулярных к его продольной оси, и в плоскостях, проходящих через эту ось, возникают только касательные напряжения, т.е. напряженное состояние во всех точках – чистый сдвиг (рисунок 7).

При этом в плоскостях, расположенных под углом 45° к оси вала, действуют только нормальные (главные) напряжения. Причем нормальные и касательные напряжения во величине равны между собой, т.е.

σ₁ = τ, σ₃ = - τ

Рисунок – 7 Анализ напряженного состояния при кручении

Рисунок – 8 Характер разрушения образцов из различных материалов при кручении:

а – чугун; б – сталь; в – дерево

По характеру разрушения при кручении можно судить, каким напряжениям (нормальным или касательным) хуже сопротивляется материал, из которого изготовлен вал.

Так, вал из хрупкого материала, хуже сопротивляющегося растяжению, чем сжатию, например, из чугуна, разрушается обычно по винтовой линии от действия главных растягивающих напряжений (рисунок 8, а).

Вал, изготовленный из пластичной стали, разрушается по поперечному сечению (рисунок 8, б), т.к. нормальные напряжения для него оказываются менее опасными, чем касательные.

При разрушении деревянного вала происходит скалывание вдоль образующей, т.к. древесина плохо сопротивляется действию касательных напряжений вдоль волокон и расслаивается (рисунок 8, в).