แท่งเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm, E = 200 GPa) อยู่ภายในท่อที่ทำจากบรอนซ์ (เส้นผ่านศูนย์กลางนอก 100 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางใน 60 mm, E = 110 GPa) ทั้งสองยาว 800 mm และถูกอัดร่วมกันระหว่างแผ่นแข็งด้วยแรง 250 kN จงหาความเค้นอัด σr ในแท่ง
ใบงาน ความเค้นและความเครียดตามแนวแกน พร้อมเฉลย
1.ง่าย
P = 250 kNแท่ง: Ø25 mm, E = 200 GPaท่อ: Ø100/Ø60 mm, E = 110 GPaL = 800 mm
σr = MPa
2.ง่าย
แท่งกลมตันรับแรงดึงตามแนวแกน P หาความเค้นแนวฉาก σ ในแท่ง
P = 55 kNd = 25 mm
σ = MPa
3.ปานกลาง
หาความยืด δ ของแท่งเหล็กกล้าภายใต้แรงตามแนวแกน
P = 100 kNd = 25 mmL = 1 mE = 200 GPa
δ = mm
4.ปานกลาง
หาความยืด δ ของแท่งอะลูมิเนียมภายใต้แรงตามแนวแกน
P = 30 kNd = 16 mmL = 3 mE = 70 GPa
δ = mm
5.ยาก
แท่งเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm, E = 200 GPa, ความเค้นที่ยอมให้ 120 MPa) อยู่ภายในท่อที่ทำจากทองแดง (เส้นผ่านศูนย์กลางนอก 120 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางใน 70 mm, E = 120 GPa, ความเค้นที่ยอมให้ 60 MPa) ทั้งสองถูกอัดร่วมกันระหว่างแผ่นแข็ง จงหาโหลดสูงสุด Pmax
แท่ง: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 120 MPaท่อ: Ø120/Ø70 mm, E = 120 GPa, σallow = 60 MPa
Pmax = kN
6.ยาก
แท่งขั้นบันไดถูกยึดติดกับผนังและรับแรงที่ปลายอิสระ หาความเค้นแนวฉากสูงสุด σmax ในแท่ง
P = 60 kNช่วงที่ 1: Ø40 mm, 1 m, ทองแดง (E = 117 GPa)ช่วงที่ 2: Ø12 mm, 2 m, เหล็กกล้า (E = 200 GPa)
σmax = MPa
เฉลย
- 1. σr = 76.79 MPa
- 2. σ = 112 MPa
- 3. δ = 1.019 mm
- 4. δ = 6.395 mm
- 5. Pmax = 479.1 kN
- 6. σmax = 530.5 MPa
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com