题目
两直径与材料相同,长度不同的受扭圆轴,在其两端作用大小相等转向相反的扭转力偶M,则两杆的A. 最大切应力不等,相对转角不等B. 最大切应力相等,相对转角相等C. 最大切应力相等,相对转角不等D. 最大切应力不相等,相对转角相等
两直径与材料相同,长度不同的受扭圆轴,在其两端作用大小相等转向相反的扭转力偶M,则两杆的
A. 最大切应力不等,相对转角不等
B. 最大切应力相等,相对转角相等
C. 最大切应力相等,相对转角不等
D. 最大切应力不相等,相对转角相等
题目解答
答案
C. 最大切应力相等,相对转角不等
解析
步骤 1:确定最大切应力
最大切应力 \(\tau_{max}\) 可以通过公式 \(\tau_{max} = \frac{16M}{\pi d^3}\) 计算,其中 \(M\) 是扭转力偶矩,\(d\) 是圆轴的直径。由于两圆轴的直径和材料相同,所以最大切应力只与扭转力偶矩有关,而与长度无关。因此,两圆轴的最大切应力相等。
步骤 2:确定相对转角
相对转角 \(\theta\) 可以通过公式 \(\theta = \frac{ML}{GJ}\) 计算,其中 \(M\) 是扭转力偶矩,\(L\) 是圆轴的长度,\(G\) 是材料的剪切模量,\(J\) 是圆轴的极惯性矩。由于两圆轴的直径和材料相同,所以 \(G\) 和 \(J\) 相同。但是,由于两圆轴的长度不同,所以相对转角不同。
最大切应力 \(\tau_{max}\) 可以通过公式 \(\tau_{max} = \frac{16M}{\pi d^3}\) 计算,其中 \(M\) 是扭转力偶矩,\(d\) 是圆轴的直径。由于两圆轴的直径和材料相同,所以最大切应力只与扭转力偶矩有关,而与长度无关。因此,两圆轴的最大切应力相等。
步骤 2:确定相对转角
相对转角 \(\theta\) 可以通过公式 \(\theta = \frac{ML}{GJ}\) 计算,其中 \(M\) 是扭转力偶矩,\(L\) 是圆轴的长度,\(G\) 是材料的剪切模量,\(J\) 是圆轴的极惯性矩。由于两圆轴的直径和材料相同,所以 \(G\) 和 \(J\) 相同。但是,由于两圆轴的长度不同,所以相对转角不同。