题目
[单选题,10分] 矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁的承载能力的变化为 A.不变 B.增大一倍 C.减小一半 D.增大三倍
[单选题,10分] 矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁的承载能力的变化为
A.不变
B.增大一倍
C.减小一半
D.增大三倍
A.不变
B.增大一倍
C.减小一半
D.增大三倍
题目解答
答案
B
解析
步骤 1:确定梁的正应力公式
梁的正应力强度公式为:\[ \sigma = \frac{M}{I} \cdot y \],其中 \(M\) 是弯矩,\(I\) 是截面的惯性矩,\(y\) 是截面的中性轴到最远点的距离。
步骤 2:计算截面惯性矩的变化
对于矩形截面,惯性矩 \(I\) 的计算公式为:\[ I = \frac{bh^3}{12} \],其中 \(b\) 是宽度,\(h\) 是高度。当高度增加一倍、宽度减小一半时,新的惯性矩 \(I'\) 为:\[ I' = \frac{(b/2)(2h)^3}{12} = \frac{b \cdot 8h^3}{12} = 2 \cdot \frac{bh^3}{12} = 2I \]。
步骤 3:分析承载能力的变化
由于惯性矩 \(I\) 增加了一倍,而正应力强度公式中的 \(I\) 位于分母位置,因此,梁的承载能力(即最大允许弯矩)也相应地增加了一倍。
梁的正应力强度公式为:\[ \sigma = \frac{M}{I} \cdot y \],其中 \(M\) 是弯矩,\(I\) 是截面的惯性矩,\(y\) 是截面的中性轴到最远点的距离。
步骤 2:计算截面惯性矩的变化
对于矩形截面,惯性矩 \(I\) 的计算公式为:\[ I = \frac{bh^3}{12} \],其中 \(b\) 是宽度,\(h\) 是高度。当高度增加一倍、宽度减小一半时,新的惯性矩 \(I'\) 为:\[ I' = \frac{(b/2)(2h)^3}{12} = \frac{b \cdot 8h^3}{12} = 2 \cdot \frac{bh^3}{12} = 2I \]。
步骤 3:分析承载能力的变化
由于惯性矩 \(I\) 增加了一倍,而正应力强度公式中的 \(I\) 位于分母位置,因此,梁的承载能力(即最大允许弯矩)也相应地增加了一倍。