แท่งเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm, E = 200 GPa) อยู่ภายในท่อที่ทำจากอะลูมิเนียม (เส้นผ่านศูนย์กลางนอก 80 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางใน 50 mm, E = 70 GPa) ทั้งสองยาว 600 mm และถูกอัดร่วมกันระหว่างแผ่นแข็งด้วยแรง 50 kN จงหาความเค้นอัด σr ในแท่ง
ใบงาน ความเค้นและความเครียดตามแนวแกน พร้อมเฉลย
1.ง่าย
P = 50 kNแท่ง: Ø25 mm, E = 200 GPaท่อ: Ø80/Ø50 mm, E = 70 GPaL = 600 mm
σr = MPa
2.ง่าย
แท่งกลมตันรับแรงดึงตามแนวแกน P หาความเค้นแนวฉาก σ ในแท่ง
P = 20 kNd = 10 mm
σ = MPa
3.ปานกลาง
หาความเครียดตามแนวแกน ε ในแท่งเหล็กกล้า ในหน่วยไมโครสเตรน (µε = 10⁻⁶)
P = 50 kNd = 25 mmL = 2 mE = 200 GPa
ε = µε
4.ปานกลาง
แท่งหนึ่งประกอบด้วยท่อนเหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm, ยาว 600 mm, E = 200 GPa) ต่อปลายชนปลายกับท่อนที่ทำจากทองเหลือง (เส้นผ่านศูนย์กลาง 30 mm, ยาว 500 mm, E = 100 GPa) ยึดปลายหนึ่งและดึงอีกปลาย จงหาโหลดตามแนวแกน P ที่ทำให้มันยืดทั้งหมด 0.4 mm
ท่อนที่ 1: เหล็กกล้า, Ø20 mm, 600 mm, E = 200 GPaท่อนที่ 2: ทองเหลือง, Ø30 mm, 500 mm, E = 100 GPaδ = 0.4 mm
P = kN
5.ยาก
แท่งขั้นบันไดถูกยึดติดกับผนังและรับแรงที่ปลายอิสระ หาความเค้นแนวฉากสูงสุด σmax ในแท่ง
P = 35 kNช่วงที่ 1: Ø30 mm, 1 m, อะลูมิเนียม (E = 70 GPa)ช่วงที่ 2: Ø12 mm, 0.5 m, ทองแดง (E = 117 GPa)
σmax = MPa
6.ยาก
แท่งขั้นบันไดถูกยึดติดกับผนังและรับแรงที่ปลายอิสระ หาความยืดรวม δ
P = 110 kNช่วงที่ 1: Ø25 mm, 2 m, อะลูมิเนียม (E = 70 GPa)ช่วงที่ 2: Ø20 mm, 1 m, เหล็กกล้า (E = 200 GPa)
δ = mm
เฉลย
- 1. σr = 31.99 MPa
- 2. σ = 254.6 MPa
- 3. ε = 509.3 µε
- 4. P = 24.06 kN
- 5. σmax = 309.5 MPa
- 6. δ = 8.153 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com