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 = 60 kNd = 25 mm
σ = MPa
2.やさしい
鋼 の棒(直径 40 mm、E = 200 GPa)が、アルミニウム でできた管(外径 100 mm、内径 70 mm、E = 70 GPa)の中に入っています。どちらも長さ 400 mm で、剛な板の間で 200 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 = 200 kN棒: Ø40 mm, E = 200 GPa管: Ø100/Ø70 mm, E = 70 GPaL = 400 mm
σr = 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 = 75 kNd = 25 mmL = 0.5 mE = 200 GPa
ε = µε
4.ふつう
鋼 の棒(直径 40 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 150 kN によって一緒に圧縮されます。 縮み δ を求めなさい。
P = 150 kN棒: Ø40 mm, E = 200 GPa管: Ø120/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 800 mm
δ = mm
5.むずかしい
鋼 の棒(直径 40 mm、E = 200 GPa、許容応力 160 MPa)が、アルミニウム でできた管(外径 100 mm、内径 50 mm、E = 70 GPa、許容応力 70 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 = 160 MPa管: Ø100/Ø50 mm, E = 70 GPa, σallow = 70 MPa
Pmax = kN
6.むずかしい
鋼 の棒(直径 20 mm、E = 200 GPa、許容応力 250 MPa)が、銅 でできた管(外径 100 mm、内径 50 mm、E = 120 GPa、許容応力 80 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: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 250 MPa管: Ø100/Ø50 mm, E = 120 GPa, σallow = 80 MPa
Pmax = kN
解答
- 1. σ = 122.2 MPa
- 2. σr = 75.23 MPa
- 3. ε = 763.9 µε
- 4. δ = 0.1012 mm
- 5. Pmax = 530.9 kN
- 6. Pmax = 513.1 kN
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