题目
等直杆在轴向拉伸或压缩时,横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的:()A. 静力平衡条件B. 连续条件C. 小变形假设D. 平面假设及材料均匀连续性假设
等直杆在轴向拉伸或压缩时,横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的:()
A. 静力平衡条件
B. 连续条件
C. 小变形假设
D. 平面假设及材料均匀连续性假设
题目解答
答案
D. 平面假设及材料均匀连续性假设
解析
本题考查等直杆在轴向拉伸或压缩时横截面上正应力均匀分布的条件,解题思路是分析每个选项与正应力均匀分布之间的关系。
- 选项A:静力平衡条件
静力平衡条件主要用于建立作用在物体上的力之间的平衡关系,例如在求解杆件的轴力时会用到静力平衡方程。但它并不能直接得出横截面上正应力均匀分布的结论。因为静力平衡条件只是从整体的力的平衡角度考虑,没有涉及到应力在横截面上的分布情况。 - 选项B:连续条件
材料的连续条件是指材料内部没有空隙,是连续的介质。虽然这是材料力学中的一个基本假设,但仅连续条件本身不足以说明正应力在横截面上是均匀分布的。它只是保证了材料的物理性质在整个体积内是连续变化的,但没有对正应力的分布形式做出规定。 - 选项C:小变形假设
小变形假设是指杆件在受力变形后,其变形量远小于杆件的原始尺寸。小变形假设主要用于简化力学分析,例如在建立平衡方程时可以忽略变形对几何尺寸的影响。但它与正应力在横截面上的均匀分布没有直接关系,不能从该假设得出正应力均匀分布的结论。 - 选项D:平面假设及材料均匀连续性假设
- 平面假设:在等直杆轴向拉伸或压缩时,假设变形前垂直于杆轴线的横截面,变形后仍保持为平面,且仍垂直于杆的轴线。这意味着横截面上各点的轴向位移是相同的。
- 材料均匀连续性假设:材料的力学性能在整个体积内是均匀分布的,且材料内部没有空隙。
根据胡克定律$\sigma = E\varepsilon$(其中$\sigma$为正应力,$E$为弹性模量,$\varepsilon$为线应变),由于平面假设保证了横截面上各点的轴向位移相同,那么各点的线应变$\varepsilon$也相同。又因为材料均匀连续性假设,材料的弹性模量$E$在整个横截面上是均匀的。所以,根据胡克定律可以得出横截面上各点的正应力$\sigma$是均匀分布的。