ある点で σₓ = −60 MPa、σᵧ = 90 MPa で、さらにせん断応力が作用している。35° 回転した要素で、回転後の x′ 方向の垂直応力は −29.4 MPa である。回転後の y′ 方向の垂直応力 σy′ を求めよ。
解答つきモールの応力円と応力の座標変換ワークシート
1.やさしい
σx = −60 MPaσy = 90 MPaσx′ = −29.4 MPaθ = 35°
σy′ = MPa
2.やさしい
ねじりを受ける軸の表面の点は、τₓᵧ = 60 MPa の純粋せん断状態にある(σₓ = σᵧ = 0)。 法線が x 軸から時計回りに 30° 回転した面上の垂直応力 σθ を求めよ。
τxy = 60 MPaθ = -30°
σθ = MPa
3.ふつう
ある点で σₓ = 20 MPa、σᵧ = 100 MPa である。最大主応力が 160 MPa に達するまでに、せん断応力 τxy(大きさ)はどこまで大きくなれるか。
σx = 20 MPaσy = 100 MPaσ1 = 160 MPa
τxy = MPa
4.ふつう
荷重を受ける部品内のある点で、σₓ = 70 MPa、σᵧ = 50 MPa、τₓᵧ = 30 MPa である(引張を正とする)。 面内の最大せん断応力 τmax を求めよ。
σx = 70 MPaσy = 50 MPaτxy = 30 MPa
τmax = MPa
5.むずかしい
荷重を受ける部品内のある点で、σₓ = 60 MPa、σᵧ = 50 MPa、τₓᵧ = 30 MPa である(引張を正とする)。 法線が x 軸から反時計回りに 25° 回転した面上の垂直応力 σθ を求めよ。
σx = 60 MPaσy = 50 MPaτxy = 30 MPaθ = 25°
σθ = MPa
6.むずかしい
内径 600 mm、肉厚 5 mm の薄肉円筒タンクに、ゲージ圧 1.2 MPa のガスが入っている。タンクは、円筒の軸と 55° をなすらせん状の継目に沿って溶接された板でできている。 溶接継目に沿って作用するせん断応力の大きさ |τn| を求めよ。
D = 600 mmt = 5 mmp = 1.2 MPaα = 55°
|τn| = MPa
解答
- 1. σy′ = 59.4 MPa
- 2. σθ = −51.96 MPa
- 3. τxy = 91.65 MPa
- 4. τmax = 31.62 MPa
- 5. σθ = 81.2 MPa
- 6. |τn| = 16.91 MPa
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