假如用铁做一个壁厚20cm,直径一米空心球,往最深的海沟投进,会压扁吗?扁成多少米?
这样的一个问题看似简略,很多人都会被该铁球直径为0.6米的空心部分所利诱,以至于误以为该空心球不会下沉,更不会被压扁!那么成果究竟是不是这样的呢?且看小地的相关核算和推理。
参数核算
需求用到的参数也简略便是密度7800kg/m3,弹性模量200GPa,泊松比0.33。别的,现已有人核算过了,这么大的铁球,可彻底沉入海底,并不会浮起来。
问题简化
如之前的那个问题,直径一米的铁球,上下的压差与收到的压力比较较小,就直接疏忽了。既:在本文的剖析中,以为铁球收到彻底均匀的压力。
此外,铁球在下落过程中,压力逐步真大,铁球的相应非常快。当铁球跌落到海底时,它的变形现已完结。实际上,也正是如此。
假定,内部真空。
直径100cm,壁厚为20cm的空心球(设:钢球选用屈从强度为240MPa的钢材制造),需外界压力达154MPa时开端屈从变形,相当于15000米深海水深度,才发作屈从变形,地球最深海沟11000米因而这钢球是能够抵达最地球最深海底,取出球后剩余变形不超越0.2%,小于2毫米。
针对发问,必定不会被压扁,那么究竟压了多少位移呢?请看下图,最大位移也在内层,其值8.24e-4m,即0.8mm。外层紧缩了0.7mm。相对于之前的实心球0.022mm,明显空心球的体积被紧缩的更小。当然,没有直接的可比性,由于直径不一样。
写到这儿,忽然发现建模用的半径1m,一差二错吧。半径1m的空心铁球,内部真空情况下,外侧会被紧缩0.7mm左右的位移,可是并不会被压扁。