库伦扭转英文解释翻译、库伦扭转的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 coulomb torsion balance

分词翻译：

库伦的英语翻译：

【电】 Coulomp

扭转的英语翻译：

retortion; torsion; turn around; turn back
【化】 torsion; twist
【医】 contortion; distortion; strepho-; strepto-; torquing; torsion; twist
twisting

专业解析

库伦扭转（Coulomb torsion）是固体力学中描述材料在纯扭矩作用下发生扭转变形时，其剪应力与剪应变关系的经典理论。该理论基于法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库伦（Charles-Augustin de Coulomb）对扭转问题的研究，核心要点如下：

一、基本定义与物理意义

扭转应力分布
库伦理论指出，圆轴受扭时，横截面上任意点的剪应力 (tau) 与该点到轴心的距离 (rho) 成正比，最大剪应力发生在截面边缘。公式表示为：

$$ tau = frac{T cdot rho}{J} $$

其中 (T) 为扭矩，(J) 为截面极惯性矩（来源：Timoshenko, S. Strength of Materials，第3章）。
变形特性
扭转角 (theta) 与扭矩 (T)、轴长 (L)、材料剪切模量 (G) 的关系为：

$$ theta = frac{T cdot L}{G cdot J} $$

此式表明材料的剪切变形符合线弹性假设（来源：Popov, E.P. Engineering Mechanics of Solids，第5.4节）。

二、适用条件与局限性

适用范围
仅适用于均匀、各向同性材料的圆形截面轴（实心或空心），且变形需在弹性限度内（来源：Gere, J.M. Mechanics of Materials，第3章）。

理论局限
非圆截面轴的扭转需采用圣维南原理或数值方法求解，库伦理论无法直接应用（来源：ASME Journal of Applied Mechanics，标准扭转问题分析）。

三、工程应用

机械设计
用于计算传动轴、弹簧等部件的强度与刚度，确保扭矩载荷下不发生塑性变形或断裂（来源：《机械工程手册》第2卷，轴系设计篇）。

材料测试
通过扭转试验测定材料的剪切模量 (G) 和屈服强度，补充拉伸试验数据（来源：ASTM E143-20 Standard Test Method for Shear Modulus）。

四、相关概念拓展

库伦摩擦准则：同一研究者提出的摩擦定律，与扭转理论无直接关联，需注意区分。
塑性扭转：当剪应力超过屈服极限时，需采用塑性力学模型（来源：Hill, R. The Mathematical Theory of Plasticity，第12章）。

网络扩展解释

“库仑扭转”通常指法国物理学家库仑（Charles-Augustin de Coulomb）通过扭秤实验研究微小力的现象，尤其在电磁学中用于推导库仑定律。以下是详细解释：

1.定义与原理

库仑扭转的核心是扭秤装置，通过金属丝（如银丝）的扭转形变测量微小力。其原理基于弹性理论：当金属丝被扭转时，产生的扭力矩与扭转角、金属丝直径的四次方成正比，与长度成反比。数学表达式为： $$ M = frac{pi G D}{32 l} alpha $$ 其中，( M )为扭矩，( G )为剪切模量，( D )为金属丝直径，( l )为长度，( alpha )为扭转角。

2.装置结构

库仑扭秤的主要部件包括：

悬丝：细长金属丝，下端悬挂横杆。
带电小球：横杆两端分别固定带电小球和平衡小球。
刻度盘：用于读取扭转角度。通过旋转顶部旋钮调整悬丝扭转，平衡库仑力与扭转力矩。

3.应用与意义

库仑利用该装置验证了电荷间作用力与距离平方成反比的规律，即库仑定律。其创新性在于：

通过微小扭转角放大力的测量精度。
为静电力研究提供了实验基础，推动了电磁学发展。

4.材料力学中的延伸

在材料力学中，扭转公式进一步发展为： $$ tau = frac{T cdot r}{I_p} $$ 其中，( tau )为剪应力，( T )为扭矩，( r )为半径，( I_p = frac{pi D}{32} )为极惯性矩。这表明库仑的研究已触及圆杆扭转的核心理论。

“库仑扭转”既是实验装置的名称，也指代通过扭转形变测量力的物理原理。它不仅是电磁学的重要工具，也为弹性力学奠定了基础。