题目
承受均匀侧向外压的长圆筒,其临界失稳压力:A. 与筒体长度成正比B. 与筒体长度和直径的比值成正比C. 与筒体长度和壁厚的比值成正比D. 与筒体长度无关
承受均匀侧向外压的长圆筒,其临界失稳压力:
A. 与筒体长度成正比
B. 与筒体长度和直径的比值成正比
C. 与筒体长度和壁厚的比值成正比
D. 与筒体长度无关
题目解答
答案
D. 与筒体长度无关
解析
本题考查薄壁圆筒承受均匀侧向外压时的临界失稳压力相关知识。解题核心在于理解临界压力的公式及其影响因素。关键点在于:
- 临界压力公式:对于长圆筒,临界外压公式为 $p = \frac{2E\delta}{D^2}$,其中 $E$ 为弹性模量,$\delta$ 为壁厚,$D$ 为直径。
- 公式特点:公式中未出现筒体长度 $L$,说明临界压力与长度无关。
- 几何参数影响:临界压力与直径平方和壁厚相关,而与长度无关,因此直接排除含 $L$ 的选项。
临界失稳压力公式推导
- 基本假设:长圆筒满足长度 $L \gg D$,可忽略纵向弯曲效应。
- 稳定性分析:侧向外压作用下,圆筒发生轴对称失稳,临界压力由环向应力平衡决定。
- 公式推导:通过能量法或平衡法推导,最终得 $p = \frac{2E\delta}{D^2}$,无 $L$ 参与。
选项分析
- 选项A(与筒体长度成正比):错误,公式中无 $L$。
- 选项B(与 $L/D$ 比值相关):错误,公式未涉及 $L$。
- 选项C(与 $L/\delta$ 比值相关):错误,公式中 $L$ 不存在。
- 选项D(与筒体长度无关):正确,公式仅含 $E, \delta, D$。