题目
圆轴在扭转外力偶作用下,横截面的应力为().A. 正应力,圆心应力为零B. 正应力,均匀分布C. 剪应力,圆心应力为零D. 剪应力,均匀分布
圆轴在扭转外力偶作用下,横截面的应力为().
A. 正应力,圆心应力为零
B. 正应力,均匀分布
C. 剪应力,圆心应力为零
D. 剪应力,均匀分布
题目解答
答案
C. 剪应力,圆心应力为零
解析
本题考查圆轴扭转时横截面上的应力分布相关知识点。解题思路是先明确圆轴在扭转外力偶作用下产生的应力类型,再分析该应力在横截面上的分布规律。
- 确定应力类型:
- 当圆轴受到扭转外力偶作用时,根据材料力学知识,圆轴的横截面会产生剪应力。这是因为扭转外力偶会使圆轴的各横截面之间发生相对转动,从而在横截面上产生抵抗这种相对转动的剪应力。而正应力是由于轴向拉伸或压缩等作用产生的,在单纯的扭转外力偶作用下,横截面上不会产生正应力,所以可以排除选项A和B。
- 分析}}分析剪应力分布规律:
- 对于圆轴扭转时横截面上的剪应力分布,根据圆轴扭转的理论推导,剪应力计算公式为$\tau=\frac{T\rho}{I_p}$,其中$T$是横截面上的扭矩,$\rho$是所求点到圆心的距离,$I_p$是横截面对圆心的极惯性矩。
- 当$\rho = 0$(即圆心处)时,代入公式可得$\tau=\frac{T\times0}{I_p}=0$,这表明圆心处的剪应力为零。并且随着$\rho$的增大,剪应力$\tau$也增大,在圆轴的外表面处($\rho$最大),剪应力达到最大值。所以剪应力在横截面上不是均匀分布的,选项D错误。