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​ = 60σy​ = 50τxy​ = −50MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 60 MPa,σᵧ = 50 MPa,τₓᵧ = −50 MPa(拉为正)。 求最大主应力 σ1。

σx = 60 MPaσy = 50 MPaτxy = −50 MPa
σ1 = MPa
2.简单
τxy​ = 30MPa纯剪切

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

τxy = 30 MPaθ = 30°
σθ = MPa
3.中等
σx​ = 100σy​ = 60τxy​ = 30MPa

薄板中一点处于平面应力状态:σₓ = 100 MPa,σᵧ = 60 MPa,τₓᵧ = 30 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 = 100 MPaσy = 60 MPaτxy = 30 MPaσz = 0
τabs = MPa
4.中等
σx​ = 80σy​ = 20τxy​ = −30MPa

某点 σₓ = 80 MPa、σᵧ = 20 MPa、τₓᵧ = −30 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 = 80 MPaσy = 20 MPaτxy = −30 MPa
θs = °
5.困难
σx​ = 120σy​ = 40τxy​ = 50MPa

受载零件中某点的应力为 σₓ = 120 MPa,σᵧ = 40 MPa,τₓᵧ = 50 MPa(拉为正)。 求法线由 x 轴逆时针转过 15° 的截面上的正应力 σθ。

σx = 120 MPaσy = 40 MPaτxy = 50 MPaθ = 15°
σθ = MPa
6.困难
σx​τxy​轴的表面

一根直径 20 mm 的实心轴承受50 kN 的轴向压力,同时承受 500 N·m 的扭矩。 在轴的表面处, 求面内最大切应力 τmax。

d = 20 mmF = −50 kNT = 500 N·m
τmax = MPa

答案

  1. 1. σ1 = 105.2 MPa
  2. 2. σθ = 25.98 MPa
  3. 3. τabs = 58.03 MPa
  4. 4. θs = −67.5 °
  5. 5. σθ = 139.6 MPa
  6. 6. τmax = 328.1 MPa

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