Trên biểu đồ mô men xác định được các giá trị mô men uốn và xoắn (Nmm) tại một tiết diện là Mx = 85000 Nmm; My = 65000 Nmm; T = 180000 Nmm. Trục quay 1 chiều, tải không đổi, đường kính tiết diện 30mm. Biên độ và giá trị trung bình ứng suất tiếp là:
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Để giải bài toán này, chúng ta cần tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp, sau đó tìm biên độ và giá trị trung bình của ứng suất tiếp.
1. **Tính ứng suất pháp lớn nhất (σ_max) do uốn:**
Mô men uốn tổng hợp M = √(Mx² + My²) = √(85000² + 65000²) ≈ 106925 Nmm
Ứng suất pháp lớn nhất σ_max = (M * r) / I, với r là bán kính (30/2 = 15mm) và I là mô men quán tính của tiết diện tròn (πd⁴/64 = π * 30⁴ / 64 ≈ 39760.79 Nmm⁴)
σ_max = (106925 * 15) / 39760.79 ≈ 40.33 N/mm²
2. **Tính ứng suất tiếp (τ) do xoắn:**
τ = (T * r) / J, với T là mô men xoắn (180000 Nmm) và J là mô men quán tính cực của tiết diện tròn (πd⁴/32 = π * 30⁴ / 32 ≈ 79521.58 Nmm⁴)
τ = (180000 * 15) / 79521.58 ≈ 33.95 N/mm²
3. **Xác định biên độ và giá trị trung bình của ứng suất tiếp:**
Vì trục quay một chiều và tải không đổi, ứng suất tiếp biến thiên từ 0 đến giá trị cực đại τ.
Do đó, biên độ ứng suất tiếp τ_a = τ / 2 = 33.95 / 2 ≈ 16.98 N/mm²
Giá trị trung bình ứng suất tiếp τ_m = τ / 2 = 33.95 / 2 ≈ 16.98 N/mm²
Vậy, biên độ và giá trị trung bình ứng suất tiếp lần lượt là 16,98 N/mm² và 16,98 N/mm².