题目
在平面应力状态下,对于任意两斜截面上的正应力σα=σβ成立的充分必要条件是 ( )。A. σx=σy,τxy≠0B. σx=σy,τxy=0C. σx≠σy,τxy≠0D. σx=σy=τxy
在平面应力状态下,对于任意两斜截面上的正应力σα=σβ成立的充分必要条件是 ( )。
A. σx=σy,τxy≠0
B. σx=σy,τxy=0
C. σx≠σy,τxy≠0
D. σx=σy=τxy
题目解答
答案
B. σx=σy,τxy=0
解析
步骤 1:理解平面应力状态
在平面应力状态下,物体的应力分量只存在于一个平面内,即σx、σy和τxy,而σz、τxz和τyz均为零。这意味着物体在z方向上没有应力作用。
步骤 2:分析正应力σα和σβ
对于任意两斜截面上的正应力σα和σβ,它们的值取决于主应力σx和σy以及剪应力τxy。根据平面应力状态下的应力变换公式,正应力σα和σβ可以表示为:
σα = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2α) + τxy * sin(2α)
σβ = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2β) + τxy * sin(2β)
其中,α和β是斜截面与x轴的夹角。
步骤 3:确定σα=σβ的条件
要使σα=σβ成立,即:
(σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2α) + τxy * sin(2α) = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2β) + τxy * sin(2β)
简化后得到:
(σx - σy)/2 * (cos(2α) - cos(2β)) + τxy * (sin(2α) - sin(2β)) = 0
要使上式对任意α和β都成立,必须满足:
(σx - σy)/2 = 0 和 τxy = 0
即σx=σy且τxy=0。
在平面应力状态下,物体的应力分量只存在于一个平面内,即σx、σy和τxy,而σz、τxz和τyz均为零。这意味着物体在z方向上没有应力作用。
步骤 2:分析正应力σα和σβ
对于任意两斜截面上的正应力σα和σβ,它们的值取决于主应力σx和σy以及剪应力τxy。根据平面应力状态下的应力变换公式,正应力σα和σβ可以表示为:
σα = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2α) + τxy * sin(2α)
σβ = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2β) + τxy * sin(2β)
其中,α和β是斜截面与x轴的夹角。
步骤 3:确定σα=σβ的条件
要使σα=σβ成立,即:
(σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2α) + τxy * sin(2α) = (σx + σy)/2 + (σx - σy)/2 * cos(2β) + τxy * sin(2β)
简化后得到:
(σx - σy)/2 * (cos(2α) - cos(2β)) + τxy * (sin(2α) - sin(2β)) = 0
要使上式对任意α和β都成立,必须满足:
(σx - σy)/2 = 0 和 τxy = 0
即σx=σy且τxy=0。