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

無料で印刷できるモールの応力円と応力の座標変換のワークシート: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
τxy​ = 20MPa純粋せん断

ねじりを受ける軸の表面の点は、τₓᵧ = 20 MPa の純粋せん断状態にある(σₓ = σᵧ = 0)。 法線が x 軸から反時計回りに 35° 回転した面上の垂直応力 σθ を求めよ。

τxy = 20 MPaθ = 35°
σθ = MPa
2.やさしい
40 kN40 kNθ = 40°A = 200 mm²

断面積 200 mm² の棒が 40 kN の軸引張力を受ける。 法線が棒の軸と 40° をなす断面におけるせん断応力の大きさ |τθ| を求めよ。

P = 40 kNA = 200 mm²θ = 40°
|τθ| = MPa
3.ふつう
σx​ = −70σy​ = −30τxy​ = 30MPa

ある点で σₓ = −70 MPa、σᵧ = −30 MPa、τₓᵧ = 30 MPa である(引張を正とする)。要素を時計回りに 30°回転させる。回転した要素の、回転後の y′ 軸に垂直な面に働く垂直応力 σy′ を求めよ。

σx = −70 MPaσy = −30 MPaτxy = 30 MPaθ = -30°
σy′ = MPa
4.ふつう
σx​ = 50σy​ = −10τxy​ = 30MPa

荷重を受ける部品内のある点で、σₓ = 50 MPa、σᵧ = −10 MPa、τₓᵧ = 30 MPa である(引張を正とする)。 x 軸から最大主応力の方向までの角度 θp を、−90° から 90° の範囲で求めよ。

σx = 50 MPaσy = −10 MPaτxy = 30 MPa
θp = °
5.むずかしい
σx​ = 70σy​ = 110τxy​ = 20MPa

荷重を受ける部品内のある点で、σₓ = 70 MPa、σᵧ = 110 MPa、τₓᵧ = 20 MPa である(引張を正とする)。 法線が x 軸から反時計回りに 50° 回転した面上の垂直応力 σθ を求めよ。

σx = 70 MPaσy = 110 MPaτxy = 20 MPaθ = 50°
σθ = MPa
6.むずかしい
σx​ = 160σy​ = 80τxy​ = −40MPa

薄板内の点は平面応力状態にある:σₓ = 160 MPa、σᵧ = 80 MPa、τₓᵧ = −40 MPa(σz = 0)。 ミーゼス相当応力 σvM を求めよ。

σx = 160 MPaσy = 80 MPaτxy = −40 MPa
σvM = MPa

解答

  1. 1. σθ = 18.79 MPa
  2. 2. |τθ| = 98.48 MPa
  3. 3. σy′ = −14.02 MPa
  4. 4. θp = 22.5 °
  5. 5. σθ = 113.2 MPa
  6. 6. σvM = 154.9 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。