9.7在题图9.7所示各单元中,使用解析法和图解法求斜截面ab上的应力,应力单位为MPa。
(C)
?x?100MPa,?y?50MPa解:如图所示,(1)解析法
?xy?0,??60o
22 100?50100?50o?(?cos120?0)MPa?62.5MPa22????x??y2?21.7MPa100?50sin2???xycos2??(sin120o?0)MPa 2??=?x??y??x??ycos2???xysin2?(2)图解法
作应力圆如下图所示。从图中可量的D?点的坐标,此坐标便是??和??的数值。
9.8已知如题图9.8所示各单元的应力状态(应力单位为MPa)。试求 (1)主应力之值及其方向,并画在单元体上; (2)最大剪应力之值。
(b)
解:
?max??x??y?x??y2?()??xy2???min?22?10?20?2?30????20?(?10?202)?2022
所以?1?30MPa,?2?0,?3=?20MPa,方向如上图所示。
tan2?0??2?xy?x??y2*204????10?203
42??arctan3?1??330?20?max???25MPa229.11钢制受力构件,其危险点应力状态如题图9.11所示,已知[?]=160MPa,试用第三强度理论校核其强度。
如题图9.11
解:
?x??40MPa,?xy??40MPa?z?40MPa
由图可知,?z是主应力(剪应力为0)
?max??x??y?x??y22??()???xy?min?22?40?0?40?02??()?40222?24.72MPa????64.72MPa所以,
?1=40MPa,?2?24.72MPa,?3??64.72MPa 按照第三强度理论?1??3=104.72MPa?160MPa合格。
9.14 设地层为石灰岩,如题图9.14所示,泊松比μ=0.2,单位体积重γ=25kN/m3。试计算离地面400m深处的主应力。
解:
372 ?3???(kN/m)?400(m)??1.0?10(N/m)??10(MPa)
?1??2 (1)
由于单元体在地下某平面的四周受到均匀压力,所以,
?1??2?0
因此:
?1?1[?1??(?2??3)?0 (2) E由式(1)和(2)解得,
?1?
??30.2?(?10)???2.5MPa 1??1?0.29.17已知圆直径d =10cm,受力如题图9.17所示,今测得圆轴表面的
?4?4轴向应变?0?3?10,与轴线成45o方向的应变?45??1.375?10,
圆轴材料E = 200GPa,?=0.25,许用应力,[?]?120GPa,试用第三强度理论校核轴的强度。
解:
由于是拉伸和扭转的组合变形,横截面上仅有正应力和剪应力。如下图所示
(a) (b) (c) (1)求正应力
在轴向方向放置的单元体上(上图b),只有x方向上有正应力,
由广义胡克定理:
?001?[?x??(?y??z)] E05?4??E??2?10?3?10?60MPa 解得:x0