動載荷交變應力市公開課一等獎省賽課獲獎課件

第十四章動載荷交變應力概念試驗證實，在動載荷作用下，如構件應力不超出百分比極限，胡克定律依然適用。構件中因動載荷而引發(fā)應力稱為動應力?！?4-1概述靜載荷：載荷由零遲緩增加至最終值，然后保持不變。這時，構件內(nèi)各點加速度很小，能夠忽略不計。在動載荷作用下，構件內(nèi)部各點都有加速度。動載荷交變應力第1頁§14-2構件作等加速直線運動或

勻速轉動時應力計算一、構件作等加速度直線運動時應力計算以礦井升降機以等加速度a起吊一吊籠為例。動載荷交變應力第2頁吊籠重量為Q；鋼索橫截面面積為A，單位體積重量為。求吊索任意截面上應力。CL14TU1動載荷交變應力第3頁動載荷交變應力第4頁動荷系數(shù)動載荷交變應力第5頁二、構件作等速轉動時應力計算薄壁圓環(huán)，平均直徑為D，橫截面面積為A，材料單位體積重量為γ，以勻角速度ω轉動。CL14TU2動載荷交變應力第6頁動載荷交變應力第7頁從上式能夠看出，環(huán)內(nèi)應力僅與γ和v相關，而與A無關。所以，要確保圓環(huán)強度，應限制圓環(huán)速度。增加截面面積A，并不能改進圓環(huán)強度。動載荷交變應力第8頁§14-3沖擊應力計算CL14TU5動載荷交變應力第9頁沖擊時，沖擊物在極短時間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大改變，其加速度a極難測出，無法計算慣性力，故無法使用動靜法。在實用計算中，普通采取能量法。CL14TU6現(xiàn)考慮重為Q重物從距彈簧頂端為h處自由下落，在計算時作以下假設:動載荷交變應力第10頁1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物質量遠小于沖擊物質量，可忽略不計;3.沖擊后沖擊物與被沖擊物附著在一起運動;4.不考慮沖擊時熱能損失，即認為只有系統(tǒng)動能與位能轉化。CL14TU6動載荷交變應力第11頁重物Q從高度為h處自由落下，沖擊到彈簧頂面上，然后隨彈簧一起向下運動。當重物Q速度逐步降低到零時，彈簧變形到達最大值Δd，與之對應沖擊載荷即為Pd。依據(jù)能量守恒定律可知，沖擊物所降低動能T和位能V，應全部轉換為彈簧變形能Ud,即動載荷交變應力第12頁動載荷交變應力第13頁動荷系數(shù)動載荷交變應力第14頁動載荷交變應力第15頁當載荷突然全部加到被沖擊物上，即h=0時由此可見,突加載荷動荷系數(shù)是2，這時所引發(fā)應力和變形都是靜荷應力和變形2倍。動載荷交變應力第16頁若已知沖擊開始瞬間沖擊物與被沖擊物接觸時速度為v，則動載荷交變應力第17頁若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則動載荷交變應力第18頁當構件受水平方向沖擊時 CL14TU7動載荷交變應力第19頁動載荷交變應力第20頁例：容重為γ，桿長為ｌ，橫截面面積為Ａ等直桿，以勻加速度ａ上升，作桿軸力圖，并求桿內(nèi)最大動應力。CL14TU10動載荷交變應力第21頁動載荷交變應力第22頁例：圖示均質桿AB，長為ｌ，重量為Q，以等角速度ω繞鉛垂軸在水平面內(nèi)旋轉，求AB桿內(nèi)最大軸力，并指明其作用位置。CL14TU11動載荷交變應力第23頁動載荷交變應力第24頁例：等截面剛架抗彎剛度為EI，抗彎截面系數(shù)為W，重物Q自由下落時，求剛架內(nèi)最大正應力（不計軸力）。CL14TU12動載荷交變應力第25頁動載荷交變應力第26頁例：重量為Q物體以水平速度ｖ撞在等截面剛架端點C，剛架EI已知，試求動荷系數(shù)。CL14TU13動載荷交變應力第27頁動載荷交變應力第28頁例：重物Q自由落下沖擊在AB梁B點處，求B點撓度。CL14TU14動載荷交變應力第29頁動載荷交變應力第30頁例：圖示鋼桿下端有一固定圓盤，盤上放置彈簧。彈簧在1kN靜載荷作用下縮短0.625mm。鋼桿直徑d=40mm,l