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
120 kN120 kNθ = 70°A = 500 mm²

一根横截面积为 500 mm² 的杆承受 120 kN 的轴向拉力。 求法线与杆轴成 70° 的截面上切应力 |τθ| 的大小。

P = 120 kNA = 500 mm²θ = 70°
|τθ| = MPa
2.简单
τxy​ = 100MPa纯剪切

受扭轴表面上的一点处于纯剪切状态,τₓᵧ = 100 MPa(σₓ = σᵧ = 0)。 求法线由 x 轴顺时针转过 30° 的截面上的正应力 σθ。

τxy = 100 MPaθ = -30°
σθ = MPa
3.中等
σx​ = −10σy​ = 80τxy​ = −50MPa

某点 σₓ = −10 MPa、σᵧ = 80 MPa、τₓᵧ = −50 MPa(拉为正)。求从 x 轴到某平面法线的角度 θs(在 −90° 到 90° 之间),该平面上的切应力达到最大正值 +R(切应力与 τₓᵧ 同向为正)。

σx = −10 MPaσy = 80 MPaτxy = −50 MPa
θs = °
4.中等
σx​ = 20MPaτxy​ = ?

某点 σₓ = 20 MPa、σᵧ = 0 MPa。在最大主应力达到 35 MPa 之前,切应力 τxy(大小)最大可以是多少?

σx = 20 MPaσy = 0 MPaσ1 = 35 MPa
τxy = MPa
5.困难
σx​ = −50σy​ = 40τxy​ = 10MPa

薄板中一点处于平面应力状态:σₓ = −50 MPa,σᵧ = 40 MPa,τₓᵧ = 10 MPa(σz = 0)。 求冯·米塞斯等效应力 σvM。

σx = −50 MPaσy = 40 MPaτxy = 10 MPa
σvM = MPa
6.困难
σx​ = 10σy​ = 40τxy​ = 60MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 10 MPa,σᵧ = 40 MPa,τₓᵧ = 60 MPa(拉为正)。 求法线由 x 轴顺时针转过 20° 的截面上的切应力 τθ(正方向与 τₓᵧ 相同)。

σx = 10 MPaσy = 40 MPaτxy = 60 MPaθ = -20°
τθ = MPa

答案

  1. 1. |τθ| = 77.13 MPa
  2. 2. σθ = −86.6 MPa
  3. 3. θs = 69.01 °
  4. 4. τxy = 22.91 MPa
  5. 5. σvM = 80 MPa
  6. 6. τθ = 36.32 MPa

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