解答つき軸応力とひずみワークシート

無料で印刷できる軸応力とひずみのワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.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 60 mm、E = 100 GPa）の中に入っています。どちらも長さ 300 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 σ_r を求めなさい。

P = 250 kN棒: Ø25 mm, E = 200 GPa管: Ø100/Ø60 mm, E = 100 GPaL = 300 mm

σ_r = MPa

2.やさしい

鋼の棒（直径 40 mm、E = 200 GPa）が、黄銅でできた管（外径 100 mm、内径 70 mm、E = 100 GPa）の中に入っています。どちらも長さ 500 mm で、剛な板の間で 80 kN によって一緒に圧縮されます。棒の圧縮応力 σ_r を求めなさい。

P = 80 kN棒: Ø40 mm, E = 200 GPa管: Ø100/Ø70 mm, E = 100 GPaL = 500 mm

σ_r = MPa

3.ふつう

鋼製の棒の軸ひずみ ε をマイクロひずみ (µε = 10⁻⁶) で求めよ。

P = 30 kNd = 20 mmL = 1.5 mE = 200 GPa

ε = µε

4.ふつう

棒が、鋼の区間（直径 25 mm、長さ 600 mm、E = 200 GPa）と、青銅でできた区間（直径 40 mm、長さ 200 mm、E = 110 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 0.25 mm 伸ばす軸荷重 P を求めなさい。

区間 1: 鋼, Ø25 mm, 600 mm, E = 200 GPa区間 2: 青銅, Ø40 mm, 200 mm, E = 110 GPaδ = 0.25 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。棒の最大垂直応力 σ_max を求めよ。

P = 20 kN区間 1：Ø40 mm、0.5 m、鋼（E = 200 GPa）区間 2：Ø12 mm、1 m、鋼（E = 200 GPa）

σ_max = MPa

6.むずかしい

鋼の区間（直径 25 mm、長さ 500 mm、E = 200 GPa）と、青銅でできた区間（直径 40 mm、長さ 500 mm、E = 110 GPa）が端で接合され、2 つの剛な壁の間に固定されています。接合部に、区間 2 に向かって軸荷重 40 kN が作用します。区間 2 の応力の大きさ σ₂ を求めなさい。

区間 1: 鋼, Ø25 mm, 500 mm, E = 200 GPa区間 2: 青銅, Ø40 mm, 500 mm, E = 110 GPaP = 40 kN

σ₂ = MPa

解答

1. σ_r = 83.22 MPa
2. σ_r = 24.54 MPa
3. ε = 477.5 µε
4. P = 33.08 kN
5. σ_max = 176.8 MPa
6. σ₂ = 18.61 MPa

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。