题目
62.在线弹性范围内,杆件的变形与________无关()。A. 横截面面积B. 拉压弹性模量C. 固有内力D. 杆长
62.在线弹性范围内,杆件的变形与________无关()。
A. 横截面面积
B. 拉压弹性模量
C. 固有内力
D. 杆长
题目解答
答案
C. 固有内力
解析
本题考查杆件在线弹性范围内变形的影响因素相关知识点。解题思路是根据胡克定律推导出杆件变形的计算公式,然后分析公式中涉及的各个物理量,从而判断哪个选项与杆件变形无关。
对于轴向拉压杆,其变形量$\Delta l$的计算公式由胡克定律推导得出。设杆件所受轴力为$F_N$,杆长为$l$,横截面面积为$A$,拉压弹性模量为$E$,根据胡克定律$\sigma = E\varepsilon$(其中$\sigma$为正应力,$\varepsilon$为线应变),又因为$\sigma=\frac{F_N}{A}$,$\varepsilon = \frac{\Delta l}{l}$,将其代入胡克定律可得:
$\frac{F_N}{A}=E\frac{\Delta l}{l}$
通过移项求解变形量$\Delta l$,得到$\Delta l=\frac{F_Nl}{EA}$。
从这个公式可以看出:
- 选项A:横截面面积$A$在分母位置,当其他条件不变时,$A$越大,变形量$\Delta l$越小,所以变形与横截面面积有关。
- 选项B:拉压弹性模量$E$在分母位置,$E$越大,材料越不容易变形,变形量$\Delta l$越小,所以变形与拉压弹性模量有关。
- 选项C:公式中的$F_N$是轴力,而不是固有内力。固有内力是指结构在没有外荷载作用下,由于温度变化、支座沉降、制造误差等因素引起的内力,它与杆件的变形没有直接的函数关系,所以变形与固有内力无关。
- 选项D:杆长$l$在分子位置,当其他条件不变时,$l$越大,变形量$\Delta l$越大,所以变形与杆长有关。