力矩(torque):位矢(L)和力(F)的叉乘(M)。物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离[1]。 即:M=L×F。其中L是从转动轴到着力点的矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。 力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同。但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位。力矩的单位由力和力臂的单位决定。
在物理学里,作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向,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。
简略地说,力矩是一种施加于好像螺栓或飞轮一类的物体的扭转力。例如,用扳手的开口箝紧螺栓或螺帽,然后转动扳手,这动作会产生力矩来转动螺栓或螺帽。
根据国际单位制,力矩的单位是牛顿
米。本物理量非能量,因此不能以焦耳(J)作单位;根据英制单位,力矩的单位则是英尺
磅。力矩的表示符号是希腊字母
,或
。
力矩与三个物理量有关:施加的作用力
、从转轴到施力点的位移矢量
、两个矢量之间的夹角
。力矩
以矢量方程表示为
。
力矩的大小为
矩原理阐明,几个作用力施加于某位置所产生的力矩的总和,等于这些作用力的合力所产生的力矩。力矩原理又名伐里农定理(Varignon's theorem),以方程表达,
。
转动轴 转动是常见的一种运动。当物体转动时,它的各点都做圆周运动,这些圆周的中心在同一直线上,这条直线叫做“转动轴”。门、窗、砂轮、电动机的转子等都有固定转轴,只能发生转动,而不能平动。几个力作用在物体上,它们对物体的转动作用决定于它们的力矩的代数和。若力矩的代数和等于零,物体将用原来的角速度做匀速转动或保持静止。
转动惯量又称惯性矩,通常以
表示,国际单位制基本单位为[kg]·[m2]。转动惯量用以描述一个物体对于其旋转运动的改变的对抗,是一个物体对于其旋转运动的惯性。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,描述角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
对于一个质点,
,其中
是其质量,
是质点和转轴的垂直距离。
对于一个有多个质点的系统,
。
若该系统由刚体组成,可以用无限个质点的转动惯量和,即用积分计算其转动惯量。
3. 转动惯量
刚体绕给定轴的转动惯量 J 等于刚体中每个质元的质量与该质元到转轴距离的平方的乘积之总和。
定义式
质量不连续分布
质量连续分布
刚体对定轴的转动定律

在国际单位中 k = 1
刚体的转动定律,β为角加速度

分享到:
相关推荐
8. 双向偏心受压构件:这类构件承受两个方向的偏心力,计算更为复杂,需要综合考虑两个方向的弯矩和轴力影响,以确定承载力和稳定性。 9. 实际工程案例:文档可能包含了如新安提俄克桥、高架公路等实例,这些案例有...
用于生物物理学和生物力学中前向动态模拟的开源宏观(山型)肌肉模型... 有了这个,它结合了先前公布的与肌肉收缩相关的效果,即连续阻尼和偏心力-速度关系。 该模型示例性地应用于手臂运动。 偏心力-速度关系的更真实
- 角钢与连接板的连接通常采用焊缝,需要根据轴心力设计值N来设计焊缝的大小和形状。焊缝分为正面角焊缝、肢背焊缝和肢尖焊缝,分别计算它们的承载能力,确保满足构造要求。 5. **摩擦型高强度螺栓连接**: - ...
- **弯矩**:可以由轴向力的偏心作用和端弯矩作用两种因素构成。了解弯矩的形成机制对于设计过程中准确评估结构受力情况至关重要。 #### 9. 结构跨度的影响因素 - **跨度**:主要取决于结构的使用要求。这意味着在...
这类构件根据弯矩方向可分为单向和双向压弯或拉弯构件,而弯矩可能是由轴力偏心引起的偏压或偏拉。 拉弯、压弯构件的设计主要包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的考虑。承载能力极限状态涉及强度和稳定性的...
【例5-1】涉及的是工字形截面梁的力学性能分析。主要知识点包括: 1. **屈服弯矩**:屈服弯矩是指在梁的某个截面上,当材料达到屈服强度时,所能承受的最大弯矩。计算公式为\( M_y = \frac{My}{A} \),其中\( My \)...
但原有设计可能导致横梁因偏心力变形,改进方案是减小立柱与物料输送装置的距离至20mm,并扩大横梁与立柱的接触面积,使用加强筋提高连接强度和刚度。 横梁(Y轴)是关键部件,安装有导轨和齿轮条,承载Z轴重量和...
偏心块和重物载荷被Mass21质量单元模拟,而偏心力的传递则通过MPC184单元实现,以确保力的有效传递。这样的建模方法确保了模型能够准确反映实际设备的力学特性。 模态分析是了解振动筛动态行为的关键步骤。分析结果...