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第二章 0 0 0 2.1 (曾海斌)物体上某点的应力张量σ 为σ = 0 100 100 3 (应力单 ij ij 0 100 3 100 位) 求出: (a)面积单位上应力矢量的大小,该面元上的法线矢量为 n= (1/2,1/2, 1/ 2 ); (b)应力主轴的方位; (c)主应力的大小; (d)八面体应力的大小; (e)最大剪应力的大小。 解答: n (a)利用式(2.26)计算应力矢量的分量T i,得 n n n T = σ n = σ n σ n σ n = 0 ;同样 T = n =272.47 T = σ n 1 1j j 11 1+ 12 2 + 13 3 2 j j 3 3j j =157.31 n 所以,应力矢量T 的大小为 n n n n 2 2 2 1/2 T [(T 1 ) +(T 2 ) +(T 3) ] =314.62 3 2 (b)(c)特征方程:σ —I σ + I σ—I =0 1 2 3 其中 I = σ 的对角项之和、I = σ 的对角项余子式之和、I = σ 的行列式。 1 ij 2 ij 3 ij 从一个三次方程的根的特征性可证明: I = σ+ σ+ σ 1 1 2 3 I = σ σ+ σ σ+ σ σ 2 1 2 2 3 3 1 I = σ σ σ 3 1 2 3 其中得,σ =400、σ = σ=0 是特征方程的根。 1 2 3 2 2 2 将σ 、σ 和σ 分别代入(2.43),并使用恒等式n + n + n =1 1 2 3 1 2 3 可决定对应于主应力每个值的单位法线 n 的分量(n 、n 、n ): i 1 2 3 ni (1)= (0, ±0.866,±0.5) ni (2)= (0, 0.5,±0.866) ni (3)= (±1, 0,0) 注意主方向 2 和 3 不是唯一的,可以选用与轴 1 正交的任何两个相互垂直的轴。 (d)由式(2.96),可算 σ =1/3 (0+100+300)=133.3
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