扭转角计算器 扭转角计算器 计算器 标准化接口 多渠道路由
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更新时间:2025.10.27
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该API工具计算轴在扭矩作用下的扭转角,通过输入轴长、扭矩、极惯性矩和剪切模量进行计算。适用于分析扭矩与扭转角关系,确保机械同步性。

扭转角计算器验证工具

内部扭矩
极惯性矩
剪切模量
角度单位
扭矩单位
长度单位
极惯性矩单位
剪切模量单位
轴长

更快的集成到应用程序及MCP客户端

提供标准化API接口与MCP协议双重集成方式,一键接入各类应用。RESTful API支持多语言调用;MCP服务专为AI客户端优化,实现分钟级快速构建智能应用,无缝处理复杂数据流,助您高效实现AI创新与落地。 MCP客户端→

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async function calculatorAngleOfTwist() {
    
    
    let url = 'https://openapi.explinks.com/您的username/v1/calculator_angle_of_twist/saf20251011000413933d41';
    
    const options = {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/json',
            'x-mce-signature': 'AppCode/{您的Apikey}'
            // AppCode是常量,不用修改; Apikey在‘控制台 -->API KEYs --> 选择’API应用场景‘,复制API key
        },
        body: {"internalTorque":0,"polarMomentOfInertia":0,"shearModulus":0,"angleUnit":"rad","torqueUnit":"N·m","lengthUnit":"mm","polarMomentUnit":"m⁴","shearModulusUnit":"Pa","shaftLength":0}
    };
    
    try {
        const response = await fetch(url, options);
        const data = await response.json();
        
        console.log('状态码:', response.status);
        console.log('响应数据:', data);
        
        return data;
    } catch (error) {
        console.error('请求失败:', error);
        throw error;
    }
}

// 使用示例
calculatorAngleOfTwist()
    .then(result => console.log('成功:', result))
    .catch(error => console.error('错误:', error));
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产品介绍
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扭转角计算器

使用此工具,您可以通过输入扭转角公式的变量(轴长、扭矩、极惯性矩和剪切模量)来计算受扭矩T作用的构件的扭转角。

虽然动力传动轴的变形相对较小,但过度的变形可能会导致振动问题,从而产生噪音和不当的同步。此外,由于这些构件的径向距离,它们可能会在连接到它们的较大构件(例如齿轮)中引起显著的位移。

由于这些和其他原因,有必要研究扭矩与扭转角之间的关系及其背后的方程。

🧮

扭转角计算公式

简而言之,扭转角是当扭矩施加到轴上时,轴的一个面相对于另一个面的相对旋转。轴的一端相对于另一端的扭转角由以下公式给出:

公式中各符号的含义:

  • φ — 扭转角(以弧度计算)
  • T — 内部扭矩
  • L — 轴长
  • J — 极惯性矩
  • G — 轴材料的剪切模量

剪切模量和极惯性矩代表材料抵抗扭转或承受剪切应变的能力。虽然剪切模量是材料属性,但极惯性矩是取决于轴横截面的几何属性。

📝

扭转角计算公式

φ = TL / (JG)

极惯性矩计算:

• 对于直径为D的实心圆轴:J = π/32 × D⁴

• 对于内径为d的空心圆轴:J = π/32 × (D⁴ - d⁴)

扭转角方程不是万能公式,它在某些假设条件下工作:构件(通常是轴)是直的,其横截面是均匀或不变的;沿其长度L,构件承受相同的内部扭矩T;材料是均质的,并且沿长度L以线弹性方式表现。

🌰

扭转角计算示例

一根长3米、直径100毫米的实心铝棒(G = 80 GPa)承受10 kN·m的扭矩,其扭转角是多少?

计算过程:

1. 获得极惯性矩。对于实心圆棒:

J = (π/32)D⁴ = (π/32)(0.100 m)⁴ = 0.000009817 m⁴

2. 使用扭转角公式:φ = TL/JG

3. φ = (10000 N·m × 3 m)/(0.000009817 m⁴ × 80×10⁹ Pa)

4. φ = 0.0382 rad = 2.19°

因此,这根铝棒的扭转角为2.19度。

🌍

扭转角单位与变量扭矩情况

我们的计算器无论输入单位如何都会给您正确的结果。即便如此,要使用扭转角方程,我们必须保证不同变量之间的量纲一致性。

扭转角单位:

使用公式得到的扭转角结果始终以弧度为单位,无论我们使用USCS还是SI系统。您可以记住π rad = 180°来将其转换为度数。

变量扭矩、材料或半径的扭转角方程:

如果扭矩、横截面或材料沿轴变化,我们也可以通过稍微修改方程来计算扭转角。修改包括将方程分别应用于轴的每个部分,其中三个量保持恒定,然后将每个部分的角度相加。

📚

典型工程材料的剪切模量

如果您不知道轴材料的剪切模量,您可能会在以下列表中找到它:

• 钢:约80 GPa

• 铝:约26 GPa

• 铜:约45 GPa

对于非圆形轴,扭转角方程也成立,但我们必须使用称为扭转常数的东西而不是极惯性矩。您可以在极惯性矩和扭转常数计算器中了解更多信息。

常见问题

扭矩与扭转角之间的关系是什么?

扭矩与扭转角之间的关系由以下公式给出:φ = TL/(JG)。该方程适用于恒定横截面圆轴,由均质线弹性材料制成,承受不变的内部扭矩。

扭转角的单位是什么?

扭转角单位常用的是弧度(rad)和度(°)。扭转角公式结果始终以弧度为单位,要转换为度数,使用以下公式:度数 = 弧度 × 180°/π。

如何知道屈服开始前的最大扭转角?

要获得屈服开始前的最大扭转角:1. 计算最大弹性扭矩(TY):TY = (π/2)(τYc³),其中τY是剪切屈服点,c是轴半径。2. 一旦您知道TY,只需将其输入扭转角公式即可获得最大角度:φ = TYL/JG。

API接口列表
扭转角计算器
扭转角计算器
1.1 简要描述
扭转角计算器
1.2 请求URL
/calculator/v1/calculator_angle_of_twist/calculate
1.3 请求方式
POST
1.4 入参
参数名 参数类型 默认值 是否必传 描述
internalTorque number 1000 作用在轴上的内部扭矩
polarMomentOfInertia number 0.00010 轴截面的极惯性矩,表示截面抵抗扭转变形的能力
shearModulus number 80000000000 材料的剪切模量,表示材料抵抗剪切变形的能力
angleUnit string rad 扭转角结果的单位
torqueUnit string N·m 内部扭矩的单位
lengthUnit string m 轴长的单位
polarMomentUnit string m⁴ 极惯性矩的单位
shearModulusUnit string Pa 剪切模量的单位
shaftLength number 1.0 轴的长度
1.5 出参
参数名 参数类型 默认值 描述
angleUnit string 扭转角的单位
angleOfTwist number 计算得到的扭转角度值
calculationDetails+inputPolarMoment string 输入的极惯性矩值及单位
calculationDetails+inputShearModulus string 输入的剪切模量值及单位
calculationDetails+inputTorque string 输入的扭矩值及单位
calculationDetails+inputLength string 输入的轴长值及单位
formula string 使用的计算公式
1.6 错误码
错误码 错误信息 描述
FP00000 成功
FP03333 失败
1.7 示例
参考上方对接示例