莫尔圆与应力变换练习卷(附答案)

免费可打印的莫尔圆与应力变换练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
100 kN100 kNθ = 60°A = 1000 mm²

一根横截面积为 1000 mm² 的杆承受 100 kN 的轴向拉力。 求法线与杆轴成 60° 的截面上切应力 |τθ| 的大小。

P = 100 kNA = 1000 mm²θ = 60°
|τθ| = MPa
2.简单
σx​ = 20σy​ = 120τxy​MPa

某点 σₓ = 20 MPa、σᵧ = 120 MPa,另有一定的切应力。在旋转了 15° 的单元体上,旋转后 x′ 方向的正应力为 46.7 MPa。求旋转后 y′ 方向的正应力 σy′。

σx = 20 MPaσy = 120 MPaσx′ = 46.7 MPaθ = 15°
σy′ = MPa
3.中等
σx​ = 60σy​ = 80τxy​ = 50MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 60 MPa,σᵧ = 80 MPa,τₓᵧ = 50 MPa(拉为正)。 求从 x 轴到最大主应力方向的角度 θp,取值在 −90° 到 90° 之间。

σx = 60 MPaσy = 80 MPaτxy = 50 MPa
θp = °
4.中等
σx​ = 60σy​ = 30MPaτxy​ = ?

某点 σₓ = 60 MPa、σᵧ = 30 MPa。在最大主应力达到 75 MPa 之前,切应力 τxy(大小)最大可以是多少?

σx = 60 MPaσy = 30 MPaσ1 = 75 MPa
τxy = MPa
5.困难
σx​ = 50σy​ = 120τxy​ = −10MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 50 MPa,σᵧ = 120 MPa,τₓᵧ = −10 MPa(拉为正)。 求法线由 x 轴逆时针转过 45° 的截面上的切应力 τθ(正方向与 τₓᵧ 相同)。

σx = 50 MPaσy = 120 MPaτxy = −10 MPaθ = 45°
τθ = MPa
6.困难
σx​τxy​轴的上表面

一根直径 30 mm 的实心轴承受200 N·m 的弯矩,同时承受 200 N·m 的扭矩。 在弯曲应力为拉应力且最大的上表面处, 求最大主应力 σ1。

d = 30 mmM = 200 N·mT = 200 N·m
σ1 = MPa

答案

  1. 1. |τθ| = 43.3 MPa
  2. 2. σy′ = 93.3 MPa
  3. 3. θp = 50.65 °
  4. 4. τxy = 25.98 MPa
  5. 5. τθ = 35 MPa
  6. 6. σ1 = 91.08 MPa

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