torsional rigidity是什么意思，torsional rigidity的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
抗扭刚度；[力] 抗扭劲度
例句
The greater torsional rigidity of rotor, the weaker coupling effect on the rotor.
转子扭转刚度较大时的耦合效应会较弱。
The purpose of the new design is to provide increased lateral and torsional rigidity.
的目的，新的设计是为了提供更多的横向和抗扭刚度。
A plain weave weaving model at cloth-fell, where the torsional rigidity of pick is assumed to have a finite value, is developed.
本文在假设纬纱的抗扭刚度为有限值的基础上，建立了平纹织物在织口处组织单元的数学模型。
Taken the lateral flexural rigidity of stiffener, the flexural rigidity in its plane and the torsional rigidity into consideration.
考虑了筋的侧向抗弯刚度及在其平面内的抗弯刚度和抗扭刚度。
In this paper, the torsional rigidity to twist-drill is calculated according to the theory of elastic column and the finite element method.
本文应用弹性柱体的扭转理论和有限元方法，计算了标准麻花钻横截面的扭转刚度。
同义词
|torsional stiffness;[力]抗扭刚度；抗扭劲度
专业解析
torsional rigidity（扭转刚度）是材料力学和结构工程中的一个核心概念，特指物体抵抗扭转变形的能力。它衡量的是当物体受到扭矩作用时，其抵抗发生扭转角变形的难易程度。简单来说，扭转刚度越大，物体在相同扭矩作用下发生的扭转角度就越小，表明其抗扭能力越强。
核心定义与物理意义：
扭转刚度通常用符号 ( GJ ) 表示，其中：
- ( G ) 是材料的剪切模量（Shear Modulus），也称为刚度模量（Modulus of Rigidity）。它表征材料在剪切应力作用下抵抗剪切应变的能力，是材料本身固有的力学属性，单位是帕斯卡（Pa）。例如，钢的剪切模量远高于橡胶。
- ( J ) 是横截面的极惯性矩（Polar Moment of Inertia）。它描述的是横截面形状和尺寸对扭转刚度的贡献，只与截面的几何形状和尺寸有关，单位是长度的四次方（m⁴）。对于实心圆轴，( J = frac{pi d}{32} )（d为直径）；对于空心圆轴，( J = frac{pi (d_o - d_i)}{32} )（d_o为外径，d_i为内径）。
因此，扭转刚度的计算公式为：
$$ Torsional Rigidity = G times J $$
其单位是牛顿·米²（N·m²）或帕斯卡·米⁴（Pa·m⁴）。
关键点解析：
- 抵抗扭转变形： 当一根轴或杆件受到使其绕轴线旋转的力偶（扭矩）作用时，会发生扭转变形。扭转刚度直接量化了该物体抵抗这种角度变形的能力。高扭转刚度意味着在给定扭矩下，物体扭转的角度很小。
- 与扭转角的关系： 在弹性范围内，扭矩 ( T ) 与扭转角 ( phi )（以弧度计）之间的关系由公式给出：
$$ T = frac{GJ}{L} phi $$
其中 ( L ) 是杆件的长度。从这个公式可以清晰地看出，( GJ )（即扭转刚度）是扭矩与单位长度扭转角（( phi / L )）之间的比例常数。扭转刚度越大，产生相同单位长度扭转角所需的扭矩就越大。
- 工程应用重要性：
- 轴类零件设计： 在传动轴（如汽车传动轴、机床主轴、船舶推进轴）设计中，足够的扭转刚度至关重要。过低的扭转刚度会导致轴在传递扭矩时发生过大的扭转变形，这不仅影响传动精度（例如机床加工精度），还可能引起振动、噪音，甚至共振失效。
- 结构稳定性： 对于高层建筑、塔架、桥梁等结构，其构件或整体结构需要具备足够的扭转刚度来抵抗风荷载、地震荷载等引起的扭转效应，防止结构发生过大扭转或失稳。
- 动态性能： 在旋转机械中，轴的扭转刚度直接影响其扭转振动的固有频率。设计时需要确保工作转速远离临界转速（由扭转刚度、质量和转动惯量决定），以避免发生破坏性的扭转共振。
与相关概念的区别：
- 扭转刚度 vs. 抗扭强度： 扭转刚度（GJ）关注的是抵抗扭转变形的能力（刚度问题），而抗扭强度关注的是材料或构件在扭转载荷下抵抗破坏（如屈服或断裂）的能力（强度问题）。两者都是重要的设计指标，但侧重点不同。
- 扭转刚度 vs. 扭转截面系数： 扭转截面系数（Polar Section Modulus, ( W_p )）主要用于计算扭转应力（( tau = T / W_p )），它与强度相关。而扭转刚度（GJ）与变形相关。
参考来源：
- 扭转刚度的基本定义、计算公式（GJ）及其物理意义，是材料力学和弹性力学教材中的标准内容。例如，铁摩辛柯（S. Timoshenko）的《材料力学》（Strength of Materials）或《弹性力学》（Theory of Elasticity）等经典著作对此有详细阐述。
- 工程应用方面，如传动轴设计中对扭转刚度的要求，可参考机械设计手册，如《机械设计手册》（机械工业出版社）中“轴的设计”章节，或《机械工程师手册》（Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers）的相关部分。
- 关于剪切模量（G）和极惯性矩（J）的具体计算及其对扭转刚度的影响，可在任何标准的工程材料力学教材中找到，如 R.C. Hibbeler 的《材料力学》（Mechanics of Materials）。
网络扩展资料
Torsional Rigidity（抗扭刚度） 是材料或结构在受到扭矩（扭转力）作用时抵抗弹性变形的能力。以下是详细解释：
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基本定义
Torsional rigidity 表示物体在扭转力矩下保持形状不变形的能力，通常用符号$GJ$ 表示。其中：
- $G$ 为材料的剪切模量（Shear modulus），反映材料抵抗剪切变形的特性；
- $J$ 为截面的极惯性矩（Polar moment of inertia），与截面形状和尺寸相关，例如实心圆轴的 $J = frac{pi d}{32}$。
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物理意义
抗扭刚度越高，相同扭矩下产生的扭转角越小。例如，钢结构设计中，高抗扭刚度可减少风荷载或地震引起的扭转变形。
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应用领域
- 机械工程：轴类零件的抗扭性能直接影响传动效率（如汽车传动轴）。
- 建筑工程：高层建筑、桥梁需通过优化截面形状（如箱型梁）提升抗扭刚度。
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影响因素
- 材料性质：剪切模量 $G$ 越大，抗扭刚度越高（如钢 > 铝）。
- 截面形状：增大极惯性矩 $J$（如空心管比实心轴更高效）。
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测试与标准
在认证（如SCA）中需通过扭转试验测量变形量，验证是否满足设计要求的 $GJ$ 值。
Torsional rigidity 是工程力学中的关键参数，综合反映材料和几何特性对扭转变形的抵抗能力。如需更完整的公式推导或案例，可参考材料力学教材或专业标准。
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