07 应力状态与广义虎克定律
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律
一、在图示应力状态中,试用解析法和图解法求出指定截面上的应力及其主应力并画主单元体(应力单位为)。 MPa50
20 300 30
σ=30MPaσ=50MPa, τ=-20MPaα=30?,,xy
,,,,,,xyxycos60sin60,,:,:,,30: 22
52.3MPa,
,,,xysin60cos60τ,:,:,30: 2
18.7MPa,,
,,,,,,xyxy22(),,,,,max22min
62.4MPa,17.6
-,,,,:tg1.618158.3 ,,00-,,maxmin
τ
2
1
α 0
0 1 2 3 4 5 6 7 σ
30?
k
1
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律 二、受力某点两平面上的应力如图示,求其主应力。应力单位为。 MPa
σy 40100
006060 20
如图取坐标系及单元体 σx
,,,100-100xx 40cos(-60)-(-20)sin(-60),,::22
,,43.1MPa故 x
43.110043.1100,,22,,,,()(-20)max22min 106.3,MPa36.8
σ=106.3MPa,σ=36.8MPa,σ=0所以 123
2
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律 三、在通过一点的两个平面上,应力如图所示,单位为。试分别用解析法和图解MPa
法求其主应力的数值及主平面的位置,并绘制主单元体。
y 4595
253 2530 150x
,,,xysin150cos150253,:,:,,,75 xy2
,,,xy sin210cos210253,:,:,,,105 xy2
,,,,,,xyxycos210sin21045,,:,:,105 ,,22
,,,,70MPaxy得: ,,50MPa,xy
70707070,,22,,,,()(-50)1222 120,MPa20
-2,xy tg,,,,:45,,00-,,xy
τ 20 (45,25) (95,25) 33120 2
1 50
45? 70 0 2 4 6 8 10 12 σ
K
3
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律 四、试求图示应力状态的主应力及最大切应力。应力单位为。 MPa
40
1204012040,,2230,,,,()(-30)max22min120 130,MPa3030
σ=130MPa,σ=30MPa,σ=-30MPa 123
,,,13 80MPa,,,max2
,,五、受载荷系统I作用时,某点的应力状态如图a所示;受载荷系统II作用时,
,,b该点的应力状态如图所示。试求构件在这两组载荷共同作用下(设仍在线弹性范围内)该点的应力状态(用单元体
表
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示),并求出其主应力及最大切应力。 x1y 1,2,1
, xx
,,b,,a
对于(a)
,,,,,,,,,,,,,sin2,sin2,cos2 ,,,19011,:
在两组荷载共同作用下,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,sin2,sin2,cos2xy111901212,,,,:
故:
22,,,,,,,,,,0(sin2)(cos2)max112min
22,,,,2cos2,,,,,1212
2222,,,,,,,,2cos202cos2,,,,,,,,,,,,, 11212231212
,,,22132cos2,,,,,,,,,,max12122
4
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律
A六、悬臂梁右边部分作用有未知的分布力,,,现测得距自由端处的中性层上点与qxl
00,4轴线成方向的线应变()。材料的弹性模量,泊45,,45,,2.4,10E,210GPa,
,,松比,,。试求分布力qx的合力大小及方向。 ,,0.28b,30mmh,60mm
,,qx
Fτ 3Q,,, xA2Ah045A1,,,,,,,,b,,::4545E 11,,,,,,(),,,,,,AAAEE
E,,,,39.75MPa,A1,,
2FA,,47.25kN,,3
,,qx故的合力大小为47.25 kN,方向向下
七、一受扭圆轴如图所示,其弹性模量,泊松比,,0.28。现测得E,200GPa
,6M,试求扭矩。 ,,650,100e45
Meτ ,,, AWt
1,,,,,,,,454545::,:E ,11,,,,,(),,,,,,EE
E,45:,,101.6MPa,1,, 3d,,,,19.94kNmMW,,et16
5
材料力学作业(七) 应力状态与广义虎克定律
,6八、已知受力构件表面某点处沿三个方向的线应变为:,,,,267,1000,6,6,。材料的弹性模量,泊松比,试,,0.3,,,570,10,,79,10E,210GPa004590
求该点的主应力。
E,,,,,,,,,,56.15MPaxxy2,,1,,
E,, ,,,,0.25MPa,,,,yyx2,,1,,
E,,,,,,276.89MPaxy,,,,45,,2(1),,
其中: ,,,,,,,,xy900
,,,,56.150.2556.150.2522,,,,()76.89max22min 53.6,MPa,110
σ=53.6MPa,σ=0MPa,σ=-110MPa 123
6