题目
平面应力状态下,若 sigma_x=100mathrm(MPa),sigma_y=50mathrm(MPa),tau_(xy)=0,其主应力为()A. 100MPa、50MPaB. 100MPa、0C. 50MPa、0D. 100MPa、-50MPa
平面应力状态下,若 $\sigma_x=100\mathrm{MPa}$,$\sigma_y=50\mathrm{MPa}$,$\tau_{xy}=0$,其主应力为()
A. 100MPa、50MPa
B. 100MPa、0
C. 50MPa、0
D. 100MPa、-50MPa
题目解答
答案
A. 100MPa、50MPa
解析
本题考查平面应力状态下主应力的计算。解题思路是根据平面应力状态下主应力的计算公式,结合已知条件进行计算。
对于平面应力状态,主应力计算公式为:
$\sigma_{1,2}=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$
已知$\sigma_x = 100\mathrm{MPa}$,$\sigma_y = 50\mathrm{MPa}$,$\tau_{xy} = 0$,将这些值代入上述公式:
- 先计算$\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2}$的值:
$\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2}=\frac{100 + 50}{2}=\frac{150}{2}=75\mathrm{MPa}$ - 再计算$\sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$的值:
$\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2}=\frac{100 - 50}{2}=\frac{50}{2}=25\mathrm{MPa}$
因为$\tau_{xy} = 0$,所以$\sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}=\sqrt{25^2 + 0^2}=\sqrt{625}=25\mathrm{MPa}$ - 最后计算主应力$\sigma_1$和$\sigma_2$:
$\sigma_1=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}=75 + 25 = 100\mathrm{MPa}$
$\sigma_2=\frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} - \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}=75 - 25 = 50\mathrm{MPa}$