图示中的单元体，如剪应力的方向改变，则 。A. 主应力大小和主平面方位都将改变；B. 主应力大小和主平面方位都不改变；C. 主应力大小不变、主平面方位改变；D. 主应力大小改变、主平面方位不变；

本题考查平面应力状态下主应力和主平面方位的计算以及剪应力方向改变对其的影响。解题思路是先明确平面应力状态下主应力和主平面方位的计算公式，再分别分析剪应力方向改变前后主应力大小和主平面方位的变化情况。

1. 平面应力状态下主应力和主平面方位的计算公式

对于平面应力状态下的单元体，设其正应力为$\sigma_x$、$\sigma_y$，剪应力为$\tau_{xy}$。

• 主应力计算公式为：
  $\sigma_{1,2}=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2}\pm\sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2+\tau_{xy}^2}$
• 主平面方位计算公式为：
  $\tan2\alpha_0=\frac{2\tau_{xy}}{\sigma_x - \sigma_y}$

2. 分析剪应力方向改变对主应力大小的影响

当剪应力方向改变时，剪应力变为$-\tau_{xy}$。
将$-\tau_{xy}$代入主应力计算公式：
$\sigma_{1,2}'=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2}\pm\sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2+(-\tau_{xy})^2}=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2}\pm\sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2+\tau_{xy}^2}$
可以看出$\sigma_{1,2}' = \sigma_{1,2}$，即主应力大小不变。

3. 分析剪应力方向改变对主平面方位的影响

当剪应力变为$-\tau_{xy}$时，代入主平面方位计算公式：
$\tan2\alpha_0'=\frac{2(-\tau_{xy})}{\sigma_x - \sigma_y}=-\frac{2\tau_{xy}}{\sigma_x - \sigma_y}=-\tan2\alpha_0$
因为$\tan2\alpha_0'\neq\tan2\alpha_0$，所以主平面方位改变。