У сплошного и полого валов с одинаковым внешним диаметром, имеет ли полый вал более высокую прочность?

Трубчатый вал имеет небольшой вес, мало деформируется при нагревании и стоит недорого

Конечно, это твердый вал, но разница невелика, а у полого вала меньший вес.

Промышленное оборудование не может функционировать без использования валов, причем существует множество их видов. Например, наиболее очевидными разновидностями являются полые и твердые валы. Что касается их практичности и того, какой из них лучше, то это можно определить только путем сравнения. Во-первых, при одинаковом диаметре внешней поверхности, одинаковом материале и одинаковой термообработке, очевидно, что твердый вал обладает более высокой прочностью на изгиб и кручение, чем полый вал. Во-вторых, при одинаковой площади поперечного сечения, одинаковом материале и одинаковой термообработке, трубчатый вал обладает более высокой прочностью на изгиб и кручение. Но это не происходит безусловно: если стенка слишком тонкая, то, несмотря на высокие значения момента инерции и модуля упругости поперечного сечения, под действием изгиба давление может привести к локальной дестабилизации и разрушению области, находящейся под давлением. Упомянутые выше условия термообработки не влияют на жесткость, но влияют на прочность. Если диаметры одинаковы, то как в устойчивости к изгибу, так и к растяжению, твердый материал превосходит полый. Если вес одинаков, то это не обязательно так; здесь важна конкретная форма поперечного сечения. Трубчатый вал диаметром 100 мм, при правильном выборе толщины стенок, может обладать более высокой способностью к противодействию изгибу, чем твердый вал диаметром 10 мм. В инженерии часто используются полые валы, и это связано с тем, что при выборе материала учитывается не только прочность, но и так называемая удельная прочность и удельная жесткость. В качестве некорректного примера: толстостенный вал обладает на 20% более высокой прочностью, чем полый вал, но в то же время весит на 50% больше. С инженерной точки зрения, при соблюдении требований к прочности более целесообразным является выбор полого вала. Выше приведено сравнение полых и твердых валов. Исходя из сравнения их различных характеристик, можно сделать вывод, что в некоторых случаях полые валы используются чаще, чем твердые.