材料力学第5回:材料の引張に関して~不静定問題~演習問題2

 前回に引き続き不静定問題に関して問題を解いていきましょう!今回は前回ほど難しくはないので、安心してください!なので、解答を見る前に一度自分で解いてみるのをお勧めします!それでは問題です。

 step1 力のつり合い

  毎度おなじみですね!力のつり合い式を立てましょう!

 step2 伸びの関係式

 前回に引き続き伸び量の関係式です。部材は剛体棒により圧縮をかけられており、かつ左右対称なので剛体棒はこの状態のまま各部材がΔℓだけ縮みます。つまり、各部材の縮み量は等しいことがわかります。従って、以下の式が導出されます。

 step3 仮想断面から内力および伸びを求める

  仮想断面から、内力を求めましょう!まずは円柱2からです。

 続いて円管1の仮想断面です。図の関係上、円管の二つの反力が発生しているように見えますが、円管全体で反力R1を受けていると考えてもらえたらと思います。

 step4 各々の伸びを伸びの関係式に代入

 step5 反力および応力を求める

 これらを力のつり合い式に代入して、反力を求めます。

 応力はσ=P/Aより

 で求めることができます!

 どうでしたか?不静定問題は初見で解くのは、至難の業ですが、パターン化すると毎回同じように解くことができますよ!今回は解説少なめなので、もし難しい点があれば遠慮なくコメントください!それでは!