沙堆比拟 百科内容来自于: 百度百科

比拟法简介

根据两种物理现象之间的比拟关系,通过一种物理现象的观测试验,研究另一种物理现象的方法。在实验应力分析领域中,常用的有薄膜比拟、电比拟、电阻网络比拟和沙堆比拟等方法。

沙堆比拟原理

从塑性理论得知,理想塑性材料的等截面直杆受扭转达到极限状态时,其横截面上的剪应力分布可用抛物型方程描述,即
(12)
其边界条件为:
(13)
式中 w x,y 为应力函数,t y为剪切屈服极限,S为横截面的边界.
沙堆试验的基本方程为;
(14)
式中h为沙堆表面的高度,ζ为抄堆的梯度.因为式(12)和式(14)之间存在比拟关系.故可用沙堆来模拟这种全塑性扭转的应力分布问题.这时.沙堆的梯度相当于t y3沙堆的高度分布h(x,y)相当子应力函数 ψ(x,y)。根据应力函数与剪应力的关系式,以及(12)和(14)式的比拟关系,得:
则直杆所受的扭矩为:
式中A为杆件的截面面积,V为沙堆的体积。其数值的两倍和扭矩的数值相当。

沙堆试验

将一块金属板制成和受扭杆件的横截面相似的形状,平放在一个铁框架的支座上,将沙子覆盖在上面,用四根铁丝绳将这铁框架悬挂在水平的位置,然后将铁框架缓慢地提起。堆在金属板上的沙子便形成各种形状的沙堆模型(图1).
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- 来自原声例句
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