题目
【单选题】受轴向拉压的等直杆,若其总伸长为零,则有()。A. 杆内各处的应变必为零B. 杆内各点的位移必为零C. 杆内各点正应力必为零D. 杆的轴力图面积必为零
【单选题】受轴向拉压的等直杆,若其总伸长为零,则有()。
A. 杆内各处的应变必为零
B. 杆内各点的位移必为零
C. 杆内各点正应力必为零
D. 杆的轴力图面积必为零
A. 杆内各处的应变必为零
B. 杆内各点的位移必为零
C. 杆内各点正应力必为零
D. 杆的轴力图面积必为零
题目解答
答案
杆的轴力图面积必为零
解析
本题考查轴向拉压杆件的变形与内力关系。核心思路在于理解总伸长为零的物理意义,即杆件各微段的变形代数和为零。此时,轴力图的面积(积分)必须为零,但局部轴力、应力、应变或位移可能非零。需注意区分总变形与局部变形的关系,以及内力、应力、应变、位移之间的区别。
选项分析
选项A:杆内各处的应变必为零
应变是局部变形量,总伸长为零仅说明各微段变形代数和为零,但局部可能存在正应变和负应变相互抵消的情况。因此,应变不一定为零,A错误。
选项B:杆内各点的位移必为零
位移是宏观位置变化,总伸长为零仅说明两端点位移差为零,但中间点可能有位移(如两端固定时)。位移与总变形无关,B错误。
选项C:杆内各点正应力必为零
正应力由轴力决定,若轴力图面积为零,轴力可能在杆内正负分布,总和为零,但局部应力不为零。应力不必然为零,C错误。
选项D:杆的轴力图面积必为零
总伸长公式 $\Delta L = \frac{1}{EA} \int N(x) \, dx$ 中,若 $\Delta L = 0$,则 $\int N(x) \, dx = 0$,即轴力图面积必为零,D正确。