轴强度/刚度/疲劳计算
输入圆轴直径、受力与材料参数，按第四强度理论计算实心圆轴的合成应力与安全系数，评估轴在扭转弯曲下的强度与疲劳可靠性。
😴 Shaft Strength, Stiffness and Fatigue Calculator
Compute shaft strength, torsional stiffness and fatigue safety factor under combined loading.
📐 计算公式
轴强度 σ = M/W
按第四强度理论计算实心圆轴的应力与安全系数
💡 第四强度理论：σe=√(σ²+3τ²)。抗弯截面系数 W=πd³/32，抗扭截面系数 Wp=πd³/16。安全系数 n=σs/σe。
安全系数评定标准
- n ≥ 1.5：安全（静强度足够）
- 1.2 ≤ n < 1.5：基本安全（一般用途）
- 1.0 ≤ n < 1.2：临界（需进一步校核疲劳）
- n < 1.0：不安全（需增大轴径或换材料）
📚 深度解析：轴强度（弯扭组合）
💡 常见使用场景
- 按第三强度理论（当量应力）校核转轴危险截面。
- 弯曲应力 σ=M/W、扭转剪应力 τ=T/Wp、σe=√(σ²+3τ²)。
- 键槽应力集中导致有效直径折减的修正。
d=20,T=100 N·m,M=200 N·m
W=πd³/32=785.4 mm³、Wp=πd³/16=1570.8 mm³；σ=M·1000/W=200000/785.4=254.6 MPa；τ=T·1000/Wp=100000/1570.8=63.7 MPa；σe=√(254.6²+3×63.7²)=√(64829+12174)=√77003≈277.5 MPa。
许用校核
材料 σb=500 MPa、安全系数 2 → [σe]=250 MPa。上例 σe=277.5>[σe]，强度不足，需加大直径或降载。
❓ 常见问题（FAQ）
- 为什么用 σ²+3τ²？
- 第三强度理论（最大剪应力）对塑性材料，当量应力 σe=√(σ²+3τ²)，保守且工程常用。
- 键槽为何折减有效直径？
- 键槽产生应力集中并削弱截面，按经验取有效直径 dEff≈d−槽深影响，疲劳设计需查应力集中系数。
如何使用轴强度/刚度/疲劳计算
- 在对应的输入框或选项中填写、选择所需参数。
- 点击「计算」或「生成」按钮运行。
- 在结果区查看输出，可复制结果或导出使用。
参数说明
- 轴径 d (mm)
- 材料
- 抗拉强度 σb (MPa)
- 屈服强度 σs (MPa)
- 扭矩 T (N·m)
- 弯矩 M (N·m)
- 有键槽（应力集中）
- 空心轴
适用场景
工作与生活中的相关计算与查询。
常见问题
- 轴强度/刚度/疲劳计算是做什么的？
- 输入圆轴直径、受力与材料参数，按第四强度理论计算实心圆轴的合成应力与安全系数，评估轴在扭转弯曲下的强度与疲劳可靠性。
- 如何使用轴强度/刚度/疲劳计算？
- 在对应的输入框或选项中填写、选择所需参数，点击「计算」或「生成」按钮即可运行，结果会在结果区实时显示，支持复制与导出。
- 计算结果准确吗？
- 本工具在你的本地浏览器中实时计算，不依赖服务器；只要输入的参数正确，结果即按对应的规则得出。涉及经验估算的部分仅供参考，不作为正式依据。
- 轴强度/刚度/疲劳计算适合哪些场景？
- 工作与生活中的相关计算与查询。
- 使用本工具需要联网或上传数据吗？
- 不需要。所有计算均在你的设备本地完成，数据不会上传到任何服务器，可放心使用。