题目
(2-3 )试求图示阶梯状直杆横截面 1-1 、2-2 、和 3-3 上的轴力,并作轴力图。若横截-|||-面面积 _(1)=200(mm)^2 ,_(2)=300(mm)^2 ,_(3)=400(mm)^2 ,求各横截面上的应力。(2-3 )试求图示阶梯状直杆横截面 1-1 、2-2 、和 3-3 上的轴力,并作轴力图。若横截-|||-面面积 _(1)=200(mm)^2 ,_(2)=300(mm)^2 ,_(3)=400(mm)^2 ,求各横截面上的应力。


题目解答
答案

解析
步骤 1:确定各截面的轴力
- 截面 1-1:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN,方向向左,因此截面 1-1 的轴力为 -20kN。
- 截面 2-2:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN(向左)和 10kN(向右),因此截面 2-2 的轴力为 -10kN。
- 截面 3-3:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN(向左)和 10kN(向右),因此截面 3-3 的轴力为 10kN。
步骤 2:计算各截面的应力
- 截面 1-1 的应力:$\sigma_1 = \frac{F_{N1}}{A_1} = \frac{-20kN}{200mm^2} = -100MPa$
- 截面 2-2 的应力:$\sigma_2 = \frac{F_{N2}}{A_2} = \frac{-10kN}{300mm^2} = -33.3MPa$
- 截面 3-3 的应力:$\sigma_3 = \frac{F_{N3}}{A_3} = \frac{10kN}{400mm^2} = 25MPa$
步骤 3:绘制轴力图
- 轴力图中,横坐标表示杆件的长度,纵坐标表示轴力的大小。从左到右,轴力从 -20kN 变化到 -10kN,再变化到 10kN。
- 截面 1-1:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN,方向向左,因此截面 1-1 的轴力为 -20kN。
- 截面 2-2:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN(向左)和 10kN(向右),因此截面 2-2 的轴力为 -10kN。
- 截面 3-3:从左向右看,作用在截面左侧的外力为 20kN(向左)和 10kN(向右),因此截面 3-3 的轴力为 10kN。
步骤 2:计算各截面的应力
- 截面 1-1 的应力:$\sigma_1 = \frac{F_{N1}}{A_1} = \frac{-20kN}{200mm^2} = -100MPa$
- 截面 2-2 的应力:$\sigma_2 = \frac{F_{N2}}{A_2} = \frac{-10kN}{300mm^2} = -33.3MPa$
- 截面 3-3 的应力:$\sigma_3 = \frac{F_{N3}}{A_3} = \frac{10kN}{400mm^2} = 25MPa$
步骤 3:绘制轴力图
- 轴力图中,横坐标表示杆件的长度,纵坐标表示轴力的大小。从左到右,轴力从 -20kN 变化到 -10kN,再变化到 10kN。