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 20 mm、E = 200 GPa）が、青銅でできた管（外径 120 mm、内径 50 mm、E = 110 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 σ_r を求めなさい。

P = 200 kN棒: Ø20 mm, E = 200 GPa管: Ø120/Ø50 mm, E = 110 GPaL = 400 mm

σ_r = MPa

2.やさしい

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。

P = 25 kNd = 10 mm

σ = MPa

3.ふつう

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 500 mm で、剛な板の間で 80 kN によって一緒に圧縮されます。縮み δ を求めなさい。

P = 80 kN棒: Ø25 mm, E = 200 GPa管: Ø100/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 500 mm

δ = mm

4.ふつう

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

P = 90 kNd = 12 mmL = 1.5 mE = 117 GPa

ε = µε

5.むずかしい

鋼の区間（直径 30 mm、長さ 600 mm、E = 200 GPa）と、黄銅でできた区間（直径 30 mm、長さ 200 mm、E = 100 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 60 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, Ø30 mm, 600 mm, E = 200 GPa区間 2: 黄銅, Ø30 mm, 200 mm, E = 100 GPaP = 60 kN

σ₂ = MPa

6.むずかしい

鋼の棒（直径 20 mm、E = 200 GPa、許容応力 150 MPa）が、青銅でできた管（外径 80 mm、内径 60 mm、E = 110 GPa、許容応力 100 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 P_max を求めなさい。

棒: Ø20 mm, E = 200 GPa, σ_allow = 150 MPa管: Ø80/Ø60 mm, E = 110 GPa, σ_allow = 100 MPa

P_max = kN

解答

1. σ_r = 36.67 MPa
2. σ = 318.3 MPa
3. δ = 0.05821 mm
4. ε = 6801 µε
5. σ₂ = 50.93 MPa
6. P_max = 228.6 kN

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。