Естественные науки

стержень или труба одного сечения - что прочнее? (сопромат?)

просто маленький спор людей, ничего не смыслящих в сопромате Может ли оказаться так, что идеальный пруток (круг в сечении) из идеального металла окажется менее прочным чем аналогичная труба (кольцо в сечении)? , при том что внешний диаметр одинаков. Или по другому: при одинаковой площади сечения для получения одинаковой прочности - как будут соотноситься радиусы?
При одинаковом наружном диаметре стержень прочнее на все виды нагрузки.

Если рассматривать равнопрочные балки, то соотношение их радиусов будет сильно зависеть от типа нагрузки: сжатие (растяжение) , изгиб или кручение, но всегда диаметр равнопрочного стержня будет меньше, чем трубы.

А ответы по поводу более прочной трубы - это стереотип, связанный с посылом: труба прочнее стержня при одинаковом весе (площади сечения) балки.
ПН
Павел Непавел
52 972
Лучший ответ
Владимир Липов Здесь могут быть нюансы, когда, например речь идет о несущей конструкции которой надо так же нести и свой вес.
Труба прочнее.
Стержень всегда прочнее - при указанных условиях.
О какой прочности речь? Изгиб, кручение, разрыв?
В любом случае, у прутка площадь поперечного сечения металла больше,
значит он прочнее.
Ольга Чёбина
Ольга Чёбина
7 506
труба прочнее )))
На первый вопрос: идеальный металл имеет идеальную кристаллическую решетку, поэтому он прочнее реальных металлов в 10 раз. Если из этого металла изготовлен только пруток, то он будет прочнее любой трубы. Ну а так вообще все дело в моменте сопротивления изгибу (или кручению) . У трубы он всегда больше т. к. в центре нет особых напряжений и там лишняя площадь не нужна. Следовательно у трубы всегда меньше максимальные напряжения, значит она прочнее.
На второй вопрос: Не будет никогда без дополнительной термической или химической обработки у прутка и трубы одинаковая прочность, при условии что предел прочности материалов, из которых они изготовлены, одинаковый.
Диаметры и сечения одновременно равны быть не могут.
Может, если сравнивать стержень - трубу огромных диаметров и нужно будет учитывать огромный вес самой конструкции. К примеру балка работающая на изгиб. Но это исключения. В сопромате обычно пренебрегают весом балки - трубы.
Наталья Гафиатуллина Есть прочность самого металла, сплава из которого изготовлена конструкция, а есть прочность конструкции и может быть ситуация, когда труба будет прочнее стержня с равными наружными диаметрами, если рассматривать саму конструкцию и учитывать вес.