Дано три состояния напряжений в пластичном материале, выраженные в МПа:
- Состояние а: 30, 80, 60
- Состояние б: 90, 110, 90
- Состояние в: 50, 60, 50
Условие: определить самое опасное состояние по максимальным касательным напряжениям (гипотеза Треска – Сен-Венана).
Шаг 1: Найти максимальные касательные напряжения (σтяж.) при каждом состоянии
Формула максимальных касательных напряжений для трёхмерной ситуации:
[
\sigma_{max} = \frac{\sigma_1 - \sigma_3}{2}
]
где:
- (\sigma_1) — наибольшее главное напряжение,
- (\sigma_3) — наименьшее главное напряжение,
- (\sigma_2) — среднее, для вычислений по гипотезе Треска-Сен-Венана, важно знать только крайние.
Для данной задачи предположим, что мы рассматриваем основные напряжения по оси, данное в графиках.
Шаг 2: Для каждого состояния определить максимальные касательные напряжения
Для каждого состояния найдем максимальные и минимальные значения напряжений:
Состояние а: 80, 60, 30
- (\sigma_1 = 80)
- (\sigma_3 = 30)
- Максимальные касательные: (\frac{80 - 30}{2} = 25)
Состояние б: 110, 90, 90
- (\sigma_1=110)
- (\sigma_3=90)
- Максимальные касательные: (\frac{110 - 90}{2} = 10)
Состояние в: 60, 50, 50
- (\sigma_1=60)
- (\sigma_3=50)
- Максимальные касательные: (\frac{60 - 50}{2} = 5)
Шаг 3: Сравнить полученные значения
Самое опасное состояние — а.
Ответ:
a — самое опасное состояние.