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
σx​ = 150σy​ = 40MPa主单元体

受力构件中某点的面内主应力为 σ₁ = 150 MPa 和 σ₂ = 40 MPa(拉为正)。 求作用在面内最大切应力所在平面上的正应力 σavg。

σ1 = 150 MPaσ2 = 40 MPa
σavg = 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 轴逆时针转过 60° 的截面上的正应力 σθ。

τxy = 100 MPaθ = 60°
σθ = MPa
3.中等
σx​ = 100σy​ = 70MPaτxy​ = ?

某点 σₓ = 100 MPa、σᵧ = 70 MPa。在最大主应力达到 155 MPa 之前,切应力 τxy(大小)最大可以是多少?

σx = 100 MPaσy = 70 MPaσ1 = 155 MPa
τxy = MPa
4.中等
σx​ = −70σy​ = 80τxy​ = −60MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = −70 MPa,σᵧ = 80 MPa,τₓᵧ = −60 MPa(拉为正)。 求面内最大切应力 τmax。

σx = −70 MPaσy = 80 MPaτxy = −60 MPa
τmax = MPa
5.困难
σx​τxy​轴的表面

一根直径 40 mm 的实心轴承受30 kN 的轴向压力,同时承受 250 N·m 的扭矩。 在轴的表面处, 求面内最大切应力 τmax。

d = 40 mmF = −30 kNT = 250 N·m
τmax = MPa
6.困难
σx​ = 40σy​ = 0τxy​ = −60MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 40 MPa,σᵧ = 0 MPa,τₓᵧ = −60 MPa(拉为正)。 求法线由 x 轴逆时针转过 40° 的截面上的正应力 σθ。

σx = 40 MPaσy = 0 MPaτxy = −60 MPaθ = 40°
σθ = MPa

答案

  1. 1. σavg = 95 MPa
  2. 2. σθ = 86.6 MPa
  3. 3. τxy = 68.37 MPa
  4. 4. τmax = 96.05 MPa
  5. 5. τmax = 23.2 MPa
  6. 6. σθ = −35.62 MPa

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