中実丸棒が軸方向の引張荷重 P を受ける。棒の垂直応力 σ を求めよ。
解答つき軸応力とひずみワークシート
1.やさしい
P = 95 kNd = 20 mm
σ = MPa
2.やさしい
鋼 の棒(直径 25 mm、E = 200 GPa)が、黄銅 でできた管(外径 100 mm、内径 50 mm、E = 100 GPa)の中に入っています。どちらも長さ 800 mm で、剛な板の間で 250 kN によって一緒に圧縮されます。 棒の圧縮応力 σr を求めなさい。
P = 250 kN棒: Ø25 mm, E = 200 GPa管: Ø100/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 800 mm
σr = MPa
3.ふつう
鋼 の棒(直径 25 mm、E = 200 GPa)が、アルミニウム でできた管(外径 80 mm、内径 60 mm、E = 70 GPa)の中に入っています。どちらも長さ 600 mm で、剛な板の間で 50 kN によって一緒に圧縮されます。 縮み δ を求めなさい。
P = 50 kN棒: Ø25 mm, E = 200 GPa管: Ø80/Ø60 mm, E = 70 GPaL = 600 mm
δ = mm
4.ふつう
棒が、鋼 の区間(直径 20 mm、長さ 600 mm、E = 200 GPa)と、銅 でできた区間(直径 60 mm、長さ 400 mm、E = 120 GPa)を端で接合したものでできています。一端が固定され、もう一端が引かれます。全体で 0.5 mm 伸ばす軸荷重 P を求めなさい。
区間 1: 鋼, Ø20 mm, 600 mm, E = 200 GPa区間 2: 銅, Ø60 mm, 400 mm, E = 120 GPaδ = 0.5 mm
P = kN
5.むずかしい
段付き棒は壁に固定され、自由端に荷重を受ける。全体の伸び δ を求めよ。
P = 55 kN区間 1:Ø40 mm、2 m、黄銅(E = 100 GPa)区間 2:Ø12 mm、1.5 m、黄銅(E = 100 GPa)
δ = mm
6.むずかしい
段付き棒は壁に固定され、自由端に荷重を受ける。棒の最大垂直応力 σmax を求めよ。
P = 50 kN区間 1:Ø35 mm、1.5 m、銅(E = 117 GPa)区間 2:Ø20 mm、1 m、銅(E = 117 GPa)
σmax = MPa
解答
- 1. σ = 302.4 MPa
- 2. σr = 72.76 MPa
- 3. δ = 0.119 mm
- 4. P = 46.61 kN
- 5. δ = 8.17 mm
- 6. σmax = 159.2 MPa
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