题目
对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接,若轴向工作载荷F在0~1000N之间循环变化,则该连接螺栓所受拉应力的类型为( )。A. 非对称循环变应力B. 脉动循环变应力C. 对称循环变应力D. 非稳定循环变应力
对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接,若轴向工作载荷F在0~1000N之间循环变化,则该连接螺栓所受拉应力的类型为( )。
A. 非对称循环变应力
B. 脉动循环变应力
C. 对称循环变应力
D. 非稳定循环变应力
题目解答
答案
A. 非对称循环变应力
解析
本题考查变应力类型的判断,关键在于理解不同循环变应力的定义及轴向变载荷作用下螺栓受力特点。
- 核心思路:分析轴向工作载荷$F$的变化范围,结合螺栓连接中预紧力的存在,确定拉应力的波动规律。
- 破题关键:
- 紧螺栓连接中,螺栓总拉力为预紧力$F_0$与工作载荷$F$之和,即$F_{\text{总}} = F_0 + F$。
- 当$F$在$0 \sim 1000\,\text{N}$循环变化时,螺栓拉力从$F_0$增加到$F_0 + 1000\,\text{N}$,再卸载回$F_0$。
- 非对称循环变应力的特点是最大应力与最小应力绝对值不等且符号相同(均为拉应力),符合本题中拉力单向变化的特性。
变应力类型分析
- 对称循环变应力:应力在正负相同幅度间变化(如$+\sigma \sim -\sigma$),平均应力为$0$。
- 脉动循环变应力:最大应力为$\sigma$,最小应力为$0$,平均应力为$\sigma/2$。
- 非对称循环变应力:最大应力与最小应力绝对值不等且符号相同(如$\sigma_{\text{max}} \sim \sigma_{\text{min}}$,均为拉应力)。
- 非稳定循环变应力:应力幅值或平均应力随时间变化无规律。
本题具体分析
- 工作载荷$F$在$0 \sim 1000\,\text{N}$循环,螺栓总拉力为$F_0 + F$。
- 拉力范围:$F_0 \sim F_0 + 1000\,\text{N}$,始终为拉应力,无压缩应力。
- 应力波动:最大拉应力为$F_0 + 1000\,\text{N}$,最小拉应力为$F_0$,绝对值不同且符号相同。
- 结论:符合非对称循环变应力的定义。