動(dòng)載荷交變應(yīng)力市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第十四章動(dòng)載荷交變應(yīng)力概念試驗(yàn)證實(shí)，在動(dòng)載荷作用下，如構(gòu)件應(yīng)力不超出百分比極限，胡克定律依然適用。構(gòu)件中因動(dòng)載荷而引發(fā)應(yīng)力稱(chēng)為動(dòng)應(yīng)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(shí)，構(gòu)件內(nèi)各點(diǎn)加速度很小，能夠忽略不計(jì)。在動(dòng)載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各點(diǎn)都有加速度。動(dòng)載荷交變應(yīng)力第1頁(yè)§14-2構(gòu)件作等加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)力計(jì)算一、構(gòu)件作等加速度直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)力計(jì)算以礦井升降機(jī)以等加速度a起吊一吊籠為例。動(dòng)載荷交變應(yīng)力第2頁(yè)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(yīng)力。CL14TU1動(dòng)載荷交變應(yīng)力第3頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第4頁(yè)動(dòng)荷系數(shù)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第5頁(yè)二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)力計(jì)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(zhuǎn)動(dòng)。CL14TU2動(dòng)載荷交變應(yīng)力第6頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第7頁(yè)從上式能夠看出，環(huán)內(nèi)應(yīng)力僅與γ和v相關(guān)，而與A無(wú)關(guān)。所以，要確保圓環(huán)強(qiáng)度，應(yīng)限制圓環(huán)速度。增加截面面積A，并不能改進(jìn)圓環(huán)強(qiáng)度。動(dòng)載荷交變應(yīng)力第8頁(yè)§14-3沖擊應(yīng)力計(jì)算CL14TU5動(dòng)載荷交變應(yīng)力第9頁(yè)沖擊時(shí)，沖擊物在極短時(shí)間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大改變，其加速度a極難測(cè)出，無(wú)法計(jì)算慣性力，故無(wú)法使用動(dòng)靜法。在實(shí)用計(jì)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(jì)算時(shí)作以下假設(shè):動(dòng)載荷交變應(yīng)力第10頁(yè)1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物質(zhì)量遠(yuǎn)小于沖擊物質(zhì)量，可忽略不計(jì);3.沖擊后沖擊物與被沖擊物附著在一起運(yùn)動(dòng);4.不考慮沖擊時(shí)熱能損失，即認(rèn)為只有系統(tǒng)動(dòng)能與位能轉(zhuǎn)化。CL14TU6動(dòng)載荷交變應(yīng)力第11頁(yè)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(yùn)動(dòng)。當(dāng)重物Q速度逐步降低到零時(shí)，彈簧變形到達(dá)最大值Δd，與之對(duì)應(yīng)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(dòng)能T和位能V，應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為彈簧變形能Ud,即動(dòng)載荷交變應(yīng)力第12頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第13頁(yè)動(dòng)荷系數(shù)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第14頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第15頁(yè)當(dāng)載荷突然全部加到被沖擊物上，即h=0時(shí)由此可見(jiàn),突加載荷動(dòng)荷系數(shù)是2，這時(shí)所引發(fā)應(yīng)力和變形都是靜荷應(yīng)力和變形2倍。動(dòng)載荷交變應(yīng)力第16頁(yè)若已知沖擊開(kāi)始瞬間沖擊物與被沖擊物接觸時(shí)速度為v，則動(dòng)載荷交變應(yīng)力第17頁(yè)若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則動(dòng)載荷交變應(yīng)力第18頁(yè)當(dāng)構(gòu)件受水平方向沖擊時(shí) CL14TU7動(dòng)載荷交變應(yīng)力第19頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第20頁(yè)例：容重為γ，桿長(zhǎng)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(dòng)應(yīng)力。CL14TU10動(dòng)載荷交變應(yīng)力第21頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第22頁(yè)例：圖示均質(zhì)桿AB，長(zhǎng)為ｌ，重量為Q，以等角速度ω繞鉛垂軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，求AB桿內(nèi)最大軸力，并指明其作用位置。CL14TU11動(dòng)載荷交變應(yīng)力第23頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第24頁(yè)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(shí)，求剛架內(nèi)最大正應(yīng)力（不計(jì)軸力）。CL14TU12動(dòng)載荷交變應(yīng)力第25頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第26頁(yè)例：重量為Q物體以水平速度ｖ撞在等截面剛架端點(diǎn)C，剛架EI已知，試求動(dòng)荷系數(shù)。CL14TU13動(dòng)載荷交變應(yīng)力第27頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第28頁(yè)例：重物Q自由落下沖擊在AB梁B點(diǎn)處，求B點(diǎn)撓度。CL14TU14動(dòng)載荷交變應(yīng)力第29頁(yè)動(dòng)載荷交變應(yīng)力第30頁(yè)例：圖示鋼桿下端有一固定圓盤(pán)，盤(pán)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