แท่งเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm, E = 200 GPa) อยู่ภายในท่อที่ทำจากอะลูมิเนียม (เส้นผ่านศูนย์กลางนอก 120 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางใน 50 mm, E = 70 GPa) ทั้งสองยาว 800 mm และถูกอัดร่วมกันระหว่างแผ่นแข็งด้วยแรง 50 kN จงหาความเค้นอัด σr ในแท่ง
ใบงาน ความเค้นและความเครียดตามแนวแกน พร้อมเฉลย
1.ง่าย
P = 50 kNแท่ง: Ø25 mm, E = 200 GPaท่อ: Ø120/Ø50 mm, E = 70 GPaL = 800 mm
σr = MPa
2.ง่าย
แท่งกลมตันรับแรงดึงตามแนวแกน P หาความเค้นแนวฉาก σ ในแท่ง
P = 65 kNd = 16 mm
σ = MPa
3.ปานกลาง
แท่งหนึ่งประกอบด้วยท่อนเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm, ยาว 600 mm, E = 200 GPa) ต่อปลายชนปลายกับท่อนที่ทำจากทองเหลือง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm, ยาว 200 mm, E = 100 GPa) ยึดปลายหนึ่งและดึงอีกปลาย จงหาโหลดตามแนวแกน P ที่ทำให้มันยืดทั้งหมด 0.4 mm
ท่อนที่ 1: เหล็กกล้า, Ø40 mm, 600 mm, E = 200 GPaท่อนที่ 2: ทองเหลือง, Ø50 mm, 200 mm, E = 100 GPaδ = 0.4 mm
P = kN
4.ปานกลาง
หาความยืด δ ของแท่งทองแดงภายใต้แรงตามแนวแกน
P = 85 kNd = 10 mmL = 1.5 mE = 117 GPa
δ = mm
5.ยาก
แท่งขั้นบันไดถูกยึดติดกับผนังและรับแรงที่ปลายอิสระ หาความยืดรวม δ
P = 95 kNช่วงที่ 1: Ø40 mm, 0.5 m, ทองเหลือง (E = 100 GPa)ช่วงที่ 2: Ø12 mm, 1 m, ทองแดง (E = 117 GPa)
δ = mm
6.ยาก
แท่งเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm, E = 200 GPa, ความเค้นที่ยอมให้ 150 MPa) อยู่ภายในท่อที่ทำจากบรอนซ์ (เส้นผ่านศูนย์กลางนอก 100 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางใน 50 mm, E = 110 GPa, ความเค้นที่ยอมให้ 50 MPa) ทั้งสองถูกอัดร่วมกันระหว่างแผ่นแข็ง จงหาโหลดสูงสุด Pmax
แท่ง: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 150 MPaท่อ: Ø100/Ø50 mm, E = 110 GPa, σallow = 50 MPa
Pmax = kN
เฉลย
- 1. σr = 13.29 MPa
- 2. σ = 323.3 MPa
- 3. P = 117.4 kN
- 4. δ = 13.88 mm
- 5. δ = 7.557 mm
- 6. Pmax = 323.1 kN
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com