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 = 20°A = 1000 mm²

一根横截面积为 1000 mm² 的杆承受 120 kN 的轴向拉力。 求法线与杆轴成 20° 的截面上切应力 |τθ| 的大小。

P = 120 kNA = 1000 mm²θ = 20°
|τθ| = MPa
2.简单
τxy​ = 70MPa纯剪切

受扭轴表面上的一点处于纯剪切状态,τₓᵧ = 70 MPa(σₓ = σᵧ = 0)。 求法线由 x 轴逆时针转过 20° 的截面上的正应力 σθ。

τxy = 70 MPaθ = 20°
σθ = MPa
3.中等
σy​ = 20τxy​ = 60MPa

薄板中一点处于平面应力状态:σₓ = 0 MPa,σᵧ = 20 MPa,τₓᵧ = 60 MPa,σz = 0。求该点的绝对最大切应力 τabs(考虑三维中所有平面)。

σx = 0 MPaσy = 20 MPaτxy = 60 MPaσz = 0
τabs = MPa
4.中等
σx​ = 70σy​ = −60τxy​ = 60MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 70 MPa,σᵧ = −60 MPa,τₓᵧ = 60 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 = 70 MPaσy = −60 MPaτxy = 60 MPa
θp = °
5.困难
σx​ = 30σy​ = −60τxy​ = −30MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 30 MPa,σᵧ = −60 MPa,τₓᵧ = −30 MPa(拉为正)。 求法线由 x 轴逆时针转过 20° 的截面上的切应力 τθ(正方向与 τₓᵧ 相同)。

σx = 30 MPaσy = −60 MPaτxy = −30 MPaθ = 20°
τθ = MPa
6.困难
σx​τxy​轴的上表面

一根直径 50 mm 的实心轴承受1500 N·m 的弯矩,同时承受 750 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 = 50 mmM = 1500 N·mT = 750 N·m
σ1 = MPa

答案

  1. 1. |τθ| = 38.57 MPa
  2. 2. σθ = 45 MPa
  3. 3. τabs = 60.83 MPa
  4. 4. θp = 21.35 °
  5. 5. τθ = −51.91 MPa
  6. 6. σ1 = 129.4 MPa

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