Analytical Modeling of a Material Efficient Hollow Shaft Design

MATLAB语言 点(几何) 结构工程 横截面(物理) 剪应力 剪切(地质) 绘图(图形) 材料性能 计算机科学 材料科学 数学 工程类 几何学 复合材料 物理 统计 量子力学 操作系统
作者
Sachin Kumar Dangi,Aditya Kumar,Siddharth Choudhary
出处
期刊:Advanced Science, Engineering and Medicine [American Scientific Publishers]
卷期号:12 (11): 1412-1416
标识
DOI:10.1166/asem.2020.2596
摘要

This paper discusses the optimal distribution of material across the cross-section of a shaft under pure uniform torsional loads such that the factor of safety and thereby the shear stresses generated at any point in the cross-section remain largely the same irrespective of their radial distance from the centre of the shaft. An analytical mathematical relationship is deduced to relate the material distribution as a function of the radial distance. The relationship is then used to plot the corresponding variation in MATLAB. Finally, several CAD models of the proposed cross-sectional shapes are prepared in SolidWorks, and then simulated in ANSYS simulation software by employing the Static Structural analysis platform. The graphical and statistical results of the shear stress distributions are then compared with a solid shaft of the exact same radial and axial dimensions. It is found that the proposed 3-Branched model is about 25% more efficient in material utilization than the conventionally employed solid shaft of similar dimensions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
susu发布了新的文献求助20
1秒前
深情安青应助qingxuan采纳,获得10
1秒前
hh完成签到,获得积分10
1秒前
LT完成签到,获得积分10
2秒前
诚c发布了新的文献求助30
2秒前
kacey发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
3秒前
666发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
斯文败类应助科研小lese采纳,获得10
5秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科目三应助fa采纳,获得20
6秒前
829302yft发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
酷炫灵安发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
初晴应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
zhongjr_hz发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
Gauss应助Lilies采纳,获得30
8秒前
8秒前
8秒前
风中诺言发布了新的文献求助10
8秒前
aPortiaqqq完成签到,获得积分10
8秒前
Bubble发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6048531
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7832325
关于积分的说明 16259722
捐赠科研通 5193745
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2779037
邀请新用户注册赠送积分活动 1762374
关于科研通互助平台的介绍 1644584