题目
(1)当单元体上同时存在切应力和正应力时,切应力互等定理是否仍然成立?为-|||-什么?

题目解答
答案

解析
切应力互等定理的核心是:在相互垂直的两个平面上,切应力大小相等、方向相反,且沿另外两个坐标轴方向。该定理的成立依赖于单元体的静力平衡条件,而非特定的应力类型(如仅切应力)。因此,无论单元体是否存在正应力,只要满足平衡条件,定理均成立。
第(1)题
关键思路
- 定理本质:切应力互等定理由单元体的平衡条件推导而来,与应力类型无关。
- 平衡条件:单元体各面的内力矢量和为零,需同时考虑正应力和切应力的共同作用。
- 普遍性:定理的数学推导未假设“仅存在切应力”,因此适用于任意应力组合。
详细推导
- 假设单元体受力:考虑微小六面体,各面存在正应力(如$\sigma_x$)和切应力(如$\tau_{xy}$、$\tau_{yx}$)。
- 平衡方程:沿某一方向(如y轴方向),所有内力的y分量之和为零。此时,切应力$\tau_{xy}$和$\tau_{yx}$的分力需相互抵消,与正应力$\sigma_x$无关。
- 结论:通过平衡方程可直接推导出$\tau_{xy} = \tau_{yx}$,与正应力是否存在无关。