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本帖最后由 逍遙處士 于 2013-7-14 12:07 編輯
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3 G( z" }2 P% r- D, a- R無事看貼時，發現一個很久以前的題目。說一個圓管，在受到軸向拉伸時，其內徑是變大還是變??？- b: w4 V' A) w% [
8 f" g8 n2 B( ]* d& f初想此事很容易，但細想，頗費思量。設圓管內徑r1，外徑r2，受軸向拉力，并且應力在截面上是均勻分布的，那么根據胡克定律，圓筒在軸向是伸長的。同時，根據材料的泊松比，即材料在一個方向受到拉力時，在另外兩個方向會自己收縮。另外兩個方向，無非是徑向和環向，再加上軸向，剛好湊上空間的三個方向。( W6 ~2 }1 B9 K% Y$ U* X, e% Y: b) S# H
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這個破費思量，問題在哪里呢？如果是實心圓柱，問題就很簡單了，半徑r變小就對了。但是這里有三個參數，內徑r1，外徑r2，壁厚δ，就不太好一眼看出來。若以壁厚為準來判斷，那么外徑變小，內徑變大，則壁厚變小，似乎可以說的過去；但總感覺內徑變大，似難以令人信服；另外，如果外徑變小，內徑也變小，那么壁厚是變大還是變小呢？變小多少呢？
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就我的理解，泊松效應反應的，可以說是材料的“每個微?！钡男再|，也就是說，當在正向受拉力時，在另外兩個側向上，任意找兩點連成一條線段（無論多么遠，也無論多么近），那么這條線段都是符合泊松效應的。有人說，如果是一個圓呢？經過研究，圓也是符合的。為什么呢？因為圓可以視作正n多邊形，那么每一條邊都是一條線段，當n很大時，這個多邊形和圓就幾乎沒有分別了。所以說圓也是符合泊松效應的，它不過是很多線段組成的一個特例。& u' f. Z) L) v$ t
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那么就本例看來，有3個方面是符合泊松效應的。即內周長C1，外周長C2，壁厚δ，并且它們的應變都是相等的。
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8 V5 Q8 q, L6 i' W+ }8 c1 g前面說過頗費思量，既然頗費思量，那就借助代數符號吧，將思維過程，固化到紙上，來幫助思維，于是列出式子來推算。
. C# o# p" ^- {最后得出的結論是，無論軸向是拉是壓，內外徑變大還是縮小，變形前后，有一個數是始終不變的，那就是——內外徑之比！
. W b5 m7 p& Z$ O; O2 d1 }. t（純粹是理論推導結果，推導的正確與否，與實際是否符合，還未可知，請不吝賜教?。?font class="jammer">+ @5 R" r) g. {) p: `- l
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如果拉伸的是內徑φ60外徑φ120的圓管，它可能的變形如下圖，可以看出，外徑縮小量，比內徑縮小量要大：: i$ | M5 t; [) h1 ^% z2 V
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5 g; H, b# }$ i3 M. E: e1 G$ F……式子推到一半時，軟件崩潰了！算了，夜已深，回去休息吧。洗漱完畢，坐在床上，想到式子沒推完，尋摸著，摸到一支筆！但卻沒找到紙！沒奈何，扯到一張衛生紙湊合寫起。這一寫感覺還挺好，源源不斷的，心想以后也不用買本兒了，就用它吧 ^_^# H: x- Z w& \1 W
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星爺曾說過，“即使是一條底褲，一張衛生紙，都有它的用處”，……信哉斯言！
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發表于 2013-7-14 10:46:41
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