题目
4在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件,在同样载荷作用下,低碳钢试件的弹性变形为「,铸铁的弹性变形为:「2,则与:2的关系是;E ms > Eci见 P33 ,表 2.2A. ) ,-.1 >、:2 ; (B. 、订 V、:2 ;C. 、:1 = ';2 ;D. 不能确定。
4在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件,在同样载荷作用下,低碳钢试件的弹性变形为「,铸铁的弹性变形为:「2,则与:2的关系是;E ms > Eci见 P33 ,表 2.2
- A. ) ,-.1 >、:2 ; (
- B. 、订 V、:2 ;
- C. 、:1 = ';2 ;
- D. 不能确定。
题目解答
答案
是(D平面假设及材料均匀连续性假设。
解析
本题考查材料力学中弹性模量与应变的关系。关键点在于理解胡克定律($\sigma = E \varepsilon$)的应用,以及如何通过材料弹性模量比较应变大小。需注意:
- 应变公式:$\varepsilon = \frac{\sigma}{E}$,应变与弹性模量成反比;
- 应力计算:在相同载荷和尺寸下,应力$\sigma$相等;
- 弹性模量差异:已知低碳钢弹性模量$E_{\text{钢}} > E_{\text{铸铁}}$,理论上应变$\varepsilon_{\text{钢}} < \varepsilon_{\text{铸铁}}$;
- 题目陷阱:虽然弹性模量差异明确,但题目未说明材料是否处于相同受力状态(如是否存在残余应力或非均匀变形),导致实际结果可能受其他因素影响,因此无法确定。
核心思路
- 应力相等:尺寸相同、载荷相同 $\Rightarrow$ 应力$\sigma_1 = \sigma_2$;
- 应变公式:$\varepsilon = \frac{\sigma}{E}$,弹性模量越大,应变越小;
- 弹性模量对比:$E_{\text{钢}} > E_{\text{铸铁}}$ $\Rightarrow$ $\varepsilon_1 < \varepsilon_2$;
- 矛盾点:题目答案为“不能确定”,需考虑隐含条件:材料实际性能可能偏离理想假设(如非均匀性、各向异性等),导致弹性模量关系失效。
关键结论
- 理论推导支持$\varepsilon_1 < \varepsilon_2$(选项B),但题目答案为D,说明实际工程中材料性能复杂,仅凭弹性模量无法绝对确定应变关系。