题目
图示中的两个简支梁跨度相同,一根为钢,一根为铜,已知它们的抗弯刚度EI相同,在相同的力P的作用下,二者的 不同。A. 支反力;B. 最大正应力;C. 最大挠度;D. 最大转角;
图示中的两个简支梁跨度相同,一根为钢,一根为铜,已知它们的抗弯刚度EI相同,在相同的力P的作用下,二者的 不同。
A. 支反力;
B. 最大正应力;
C. 最大挠度;
D. 最大转角;
题目解答
答案
B. 最大正应力;
解析
本题考查简支梁在集中力作用下的力学性能比较,核心在于理解不同材料对梁的变形和应力的影响。关键点如下:
- 支反力由静力平衡决定,与材料无关;
- 最大挠度和最大转角由公式 $v = \frac{PL^3}{48EI}$ 和 $\theta = \frac{PL^2}{16EI}$ 决定,EI相同时结果相同;
- 最大正应力由 $\sigma = \frac{M}{W}$ 决定,虽然最大弯矩 $M$ 相同,但抗弯截面系数 $W$ 与截面尺寸相关,材料不同导致截面惯性矩 $I$ 不同,最终使 $\sigma$ 不同。
选项分析
A. 支反力
简支梁在中点受集中力 $P$ 时,支反力由静力平衡直接计算得 $R = \frac{P}{2}$,与材料无关,相同。
B. 最大正应力
最大正应力公式为 $\sigma = \frac{M}{W}$,其中:
- 最大弯矩 $M = \frac{PL}{4}$,与材料无关;
- 抗弯截面系数 $W = \frac{I}{y}$,而 $EI$ 相同但材料不同,说明 $I$ 不同(因 $E$ 不同),导致 $W$ 不同;
因此,最大正应力不同。
C. 最大挠度
公式 $v = \frac{PL^3}{48EI}$ 中,$EI$ 相同,故 最大挠度相同。
D. 最大转角
公式 $\theta = \frac{PL^2}{16EI}$ 中,$EI$ 相同,故 最大转角相同。