题目
直径和长度相同而材料不同的两实心圆轴,在相同扭矩作用下,它们的()。 A. 最大切应力不同,扭转角不同B. 最大切应力相同,扭转角不同C. 最大切应力不同,扭转角相同D. 最大切应力相同,扭转角相同
直径和长度相同而材料不同的两实心圆轴,在相同扭矩作用下,它们的()。
- A. 最大切应力不同,扭转角不同
- B. 最大切应力相同,扭转角不同
- C. 最大切应力不同,扭转角相同
- D. 最大切应力相同,扭转角相同
题目解答
答案
B
解析
步骤 1:理解圆轴扭转的基本公式
圆轴扭转时,最大切应力 \(\tau_{max}\) 和扭转角 \(\theta\) 可以通过以下公式计算:
\[
\tau_{max} = \frac{T r}{J}
\]
\[
\theta = \frac{T L}{G J}
\]
其中,\(T\) 是扭矩,\(r\) 是圆轴的半径,\(J\) 是圆轴的极惯性矩,\(L\) 是圆轴的长度,\(G\) 是材料的剪切模量。
步骤 2:分析最大切应力
对于直径和长度相同的两实心圆轴,它们的半径 \(r\) 和极惯性矩 \(J\) 都相同。因此,当扭矩 \(T\) 相同时,最大切应力 \(\tau_{max}\) 只与材料的剪切模量 \(G\) 无关,所以最大切应力相同。
步骤 3:分析扭转角
对于直径和长度相同的两实心圆轴,它们的半径 \(r\)、极惯性矩 \(J\) 和长度 \(L\) 都相同。因此,当扭矩 \(T\) 相同时,扭转角 \(\theta\) 与材料的剪切模量 \(G\) 有关,所以扭转角不同。
圆轴扭转时,最大切应力 \(\tau_{max}\) 和扭转角 \(\theta\) 可以通过以下公式计算:
\[
\tau_{max} = \frac{T r}{J}
\]
\[
\theta = \frac{T L}{G J}
\]
其中,\(T\) 是扭矩,\(r\) 是圆轴的半径,\(J\) 是圆轴的极惯性矩,\(L\) 是圆轴的长度,\(G\) 是材料的剪切模量。
步骤 2:分析最大切应力
对于直径和长度相同的两实心圆轴,它们的半径 \(r\) 和极惯性矩 \(J\) 都相同。因此,当扭矩 \(T\) 相同时,最大切应力 \(\tau_{max}\) 只与材料的剪切模量 \(G\) 无关,所以最大切应力相同。
步骤 3:分析扭转角
对于直径和长度相同的两实心圆轴,它们的半径 \(r\)、极惯性矩 \(J\) 和长度 \(L\) 都相同。因此,当扭矩 \(T\) 相同时,扭转角 \(\theta\) 与材料的剪切模量 \(G\) 有关,所以扭转角不同。