题目
在某单元体上叠加一个纯剪切应力状态后,其(一定不变)A. 最大正应力B. 最大切应力C. 体积改变比能D. 形状改变比能
在某单元体上叠加一个纯剪切应力状态后,其(一定不变)
A. 最大正应力
B. 最大切应力
C. 体积改变比能
D. 形状改变比能
题目解答
答案
C. 体积改变比能
解析
步骤 1:理解纯剪切应力状态
纯剪切应力状态是指在单元体的两个相互垂直的平面上,分别作用着大小相等、方向相反的剪应力,而没有正应力作用的状态。这种应力状态对单元体的体积和形状改变有特定的影响。
步骤 2:分析最大正应力
在纯剪切应力状态下,单元体的主应力为 \(\sigma_1 = \tau\) 和 \(\sigma_2 = -\tau\),其中 \(\tau\) 是剪应力。因此,最大正应力为 \(\sigma_1 = \tau\),而叠加纯剪切应力状态后,最大正应力会改变。
步骤 3:分析最大切应力
最大切应力是主应力差的一半,即 \(\tau_{max} = \frac{\sigma_1 - \sigma_2}{2} = \frac{\tau - (-\tau)}{2} = \tau\)。叠加纯剪切应力状态后,最大切应力也会改变。
步骤 4:分析体积改变比能
体积改变比能是与体积变化相关的能量,与正应力有关。在纯剪切应力状态下,由于没有正应力,体积改变比能为零。叠加纯剪切应力状态后,体积改变比能仍然为零,因此不变。
步骤 5:分析形状改变比能
形状改变比能是与形状变化相关的能量,与剪应力有关。在纯剪切应力状态下,形状改变比能与剪应力有关。叠加纯剪切应力状态后,形状改变比能会改变。
纯剪切应力状态是指在单元体的两个相互垂直的平面上,分别作用着大小相等、方向相反的剪应力,而没有正应力作用的状态。这种应力状态对单元体的体积和形状改变有特定的影响。
步骤 2:分析最大正应力
在纯剪切应力状态下,单元体的主应力为 \(\sigma_1 = \tau\) 和 \(\sigma_2 = -\tau\),其中 \(\tau\) 是剪应力。因此,最大正应力为 \(\sigma_1 = \tau\),而叠加纯剪切应力状态后,最大正应力会改变。
步骤 3:分析最大切应力
最大切应力是主应力差的一半,即 \(\tau_{max} = \frac{\sigma_1 - \sigma_2}{2} = \frac{\tau - (-\tau)}{2} = \tau\)。叠加纯剪切应力状态后,最大切应力也会改变。
步骤 4:分析体积改变比能
体积改变比能是与体积变化相关的能量,与正应力有关。在纯剪切应力状态下,由于没有正应力,体积改变比能为零。叠加纯剪切应力状态后,体积改变比能仍然为零,因此不变。
步骤 5:分析形状改变比能
形状改变比能是与形状变化相关的能量,与剪应力有关。在纯剪切应力状态下,形状改变比能与剪应力有关。叠加纯剪切应力状态后,形状改变比能会改变。