题目
【单选题】1.圆轴扭转变形单位长度扭转角与()无关。A. 横截面尺寸B. 轴的长度C. 材料D. 外力
【单选题】1.圆轴扭转变形单位长度扭转角与()无关。
A. 横截面尺寸
B. 轴的长度
C. 材料
D. 外力
题目解答
答案
B. 轴的长度
解析
考查要点:本题主要考查圆轴扭转变形中单位长度扭转角的影响因素,需理解其公式推导及各变量的物理意义。
解题核心思路:
单位长度扭转角的公式为 $\theta = \frac{T}{G I_p}$,其中:
- $T$ 是扭矩(外力矩),与外力相关;
- $G$ 是材料的剪切模量,与材料性质相关;
- $I_p$ 是截面极惯性矩,与横截面尺寸相关。
关键点:公式中未出现轴的长度 $L$,因此单位长度扭转角与轴的长度无关。
公式推导与分析
- 总扭转角公式:
圆轴受扭时,总扭转角 $\phi = \frac{T L}{G I_p}$,其中 $L$ 为轴的长度。 - 单位长度扭转角:
将总扭转角除以长度 $L$,得单位长度扭转角 $\theta = \frac{\phi}{L} = \frac{T}{G I_p}$。
结论:$\theta$ 的表达式中不含 $L$,因此与轴的长度无关。
选项分析
- A. 横截面尺寸:$I_p$ 由横截面尺寸决定(如圆轴 $I_p = \frac{\pi d^4}{32}$),相关。
- B. 轴的长度:公式中无 $L$,无关。
- C. 材料:$G$ 是材料的剪切模量,相关。
- D. 外力:$T$ 由外力矩决定,相关。