题目
【单选题】当实心圆轴的直径增加1倍时,其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的()倍。A. 8和16B. 16和8C. 8和8D. 16和16
【单选题】当实心圆轴的直径增加1倍时,其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的()倍。
A. 8和16
B. 16和8
C. 8和8
D. 16和16
题目解答
答案
A. 8和16
解析
本题考查圆轴扭转时的抗扭强度和抗扭刚度与直径的关系。解题关键在于:
- 抗扭强度由抗扭截面模量决定,公式为 $W_p = \frac{\pi d^3}{32}$,与直径的立方成正比;
- 抗扭刚度由极惯性矩决定,公式为 $I_p = \frac{\pi d^4}{32}$,与直径的四次方成正比。
当直径增加1倍时,需分别计算两者的倍数变化。
抗扭强度分析
抗扭强度与抗扭截面模量 $W_p$ 成正比。原直径为 $d$ 时,$W_p = \frac{\pi d^3}{32}$;直径变为 $2d$ 时,新模量为:
$W_p' = \frac{\pi (2d)^3}{32} = \frac{8\pi d^3}{32} = 8W_p$
因此,抗扭强度增加到原来的8倍。
抗扭刚度分析
抗扭刚度与极惯性矩 $I_p$ 成正比。原直径为 $d$ 时,$I_p = \frac{\pi d^4}{32}$;直径变为 $2d$ 时,新惯性矩为:
$I_p' = \frac{\pi (2d)^4}{32} = \frac{16\pi d^4}{32} = 16I_p$
因此,抗扭刚度增加到原来的16倍。