Медный стержень диаметром 40 мм вставлен с очень малым зазором в стальную трубку с наружным диаметром 60 мм. На обоих концах стержень скреплен с трубкой жесткими шпильками диаметром 20 мм, проходящими через стержень и обе стенки трубки перпендикулярно к их оси. Определить касательные напряжения в шпильках, если температура всей конструкции повысилась на 40° С. При определении усилия деформацию шпильки не учитывать.
Другие предметыКолледжТермомеханикатехническая механикакасательные напряжениямедный стерженьстальная трубкатемпература конструкциишпилькимеханика материаловрасчет напряженийколледжинженерные задачи
Чтобы определить касательные напряжения в шпильках, необходимо учитывать тепловое расширение материалов. В данном случае, медный стержень и стальная трубка будут расширяться при повышении температуры, создавая напряжения в шпильках.
Для решения задачи следуйте следующим шагам:
где L — длина каждого элемента, ΔT — изменение температуры (40°С).
Так как шпильки жестко фиксируют стержень и трубку, разница в удлинениях будет создавать усилие в шпильках.
где ECu — модуль упругости меди, A — площадь поперечного сечения медного стержня.
где Aшп — площадь поперечного сечения шпильки.
После выполнения всех этих шагов, вы сможете определить касательные напряжения в шпильках. Из предложенных вариантов правильный ответ — 365 кг/см².