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 = 90 kNd = 12 mm
σ = MPa
2.やさしい
鋼 の棒(直径 30 mm、E = 200 GPa)が、黄銅 でできた管(外径 120 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 50 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 = 50 kN棒: Ø30 mm, E = 200 GPa管: Ø120/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 800 mm
σr = MPa
3.ふつう
棒が、鋼 の区間(直径 20 mm、長さ 400 mm、E = 200 GPa)と、アルミニウム でできた区間(直径 30 mm、長さ 500 mm、E = 70 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 0.3 mm 伸ばす軸荷重 P を求めなさい。
区間 1: 鋼, Ø20 mm, 400 mm, E = 200 GPa区間 2: アルミニウム, Ø30 mm, 500 mm, E = 70 GPaδ = 0.3 mm
P = kN
4.ふつう
軸荷重を受ける黄銅製の棒の伸び δ を求めよ。
P = 90 kNd = 25 mmL = 2 mE = 100 GPa
δ = mm
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 = 35 kN区間 1:Ø25 mm、1 m、銅(E = 117 GPa)区間 2:Ø16 mm、1.5 m、アルミニウム(E = 70 GPa)
δ = mm
6.むずかしい
鋼 の棒(直径 40 mm、E = 200 GPa、許容応力 120 MPa)が、黄銅 でできた管(外径 120 mm、内径 70 mm、E = 100 GPa、許容応力 50 MPa)の中に入っています。両者は剛な板の間で一緒に圧縮されます。最大荷重 Pmax を求めなさい。
棒: Ø40 mm, E = 200 GPa, σallow = 120 MPa管: Ø120/Ø70 mm, E = 100 GPa, σallow = 50 MPa
Pmax = kN
解答
- 1. σ = 795.8 MPa
- 2. σr = 9.294 MPa
- 3. P = 18.21 kN
- 4. δ = 3.667 mm
- 5. δ = 4.34 mm
- 6. Pmax = 498.7 kN
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