动载荷交变应力市公开课一等奖省赛课获奖课件

第十四章动载荷交变应力概念试验证实，在动载荷作用下，如构件应力不超出百分比极限，胡克定律依然适用。构件中因动载荷而引发应力称为动应力。§14-1概述静载荷：载荷由零迟缓增加至最终值，然后保持不变。这时，构件内各点加速度很小，能够忽略不计。在动载荷作用下，构件内部各点都有加速度。动载荷交变应力第1页§14-2构件作等加速直线运动或

匀速转动时应力计算一、构件作等加速度直线运动时应力计算以矿井升降机以等加速度a起吊一吊笼为例。动载荷交变应力第2页吊笼重量为Q；钢索横截面面积为A，单位体积重量为。求吊索任意截面上应力。CL14TU1动载荷交变应力第3页动载荷交变应力第4页动荷系数动载荷交变应力第5页二、构件作等速转动时应力计算薄壁圆环，平均直径为D，横截面面积为A，材料单位体积重量为γ，以匀角速度ω转动。CL14TU2动载荷交变应力第6页动载荷交变应力第7页从上式能够看出，环内应力仅与γ和v相关，而与A无关。所以，要确保圆环强度，应限制圆环速度。增加截面面积A，并不能改进圆环强度。动载荷交变应力第8页§14-3冲击应力计算CL14TU5动载荷交变应力第9页冲击时，冲击物在极短时间间隔内速度发生很大改变，其加速度a极难测出，无法计算惯性力，故无法使用动静法。在实用计算中，普通采取能量法。CL14TU6现考虑重为Q重物从距弹簧顶端为h处自由下落，在计算时作以下假设:动载荷交变应力第10页1.冲击物视为刚体，不考虑其变形;2.被冲击物质量远小于冲击物质量，可忽略不计;3.冲击后冲击物与被冲击物附着在一起运动;4.不考虑冲击时热能损失，即认为只有系统动能与位能转化。CL14TU6动载荷交变应力第11页重物Q从高度为h处自由落下，冲击到弹簧顶面上，然后随弹簧一起向下运动。当重物Q速度逐步降低到零时，弹簧变形到达最大值Δd，与之对应冲击载荷即为Pd。依据能量守恒定律可知，冲击物所降低动能T和位能V，应全部转换为弹簧变形能Ud,即动载荷交变应力第12页动载荷交变应力第13页动荷系数动载荷交变应力第14页动载荷交变应力第15页当载荷突然全部加到被冲击物上，即h=0时由此可见,突加载荷动荷系数是2，这时所引发应力和变形都是静荷应力和变形2倍。动载荷交变应力第16页若已知冲击开始瞬间冲击物与被冲击物接触时速度为v，则动载荷交变应力第17页若已知冲击物自高度h处以初速度下落,则动载荷交变应力第18页当构件受水平方向冲击时 CL14TU7动载荷交变应力第19页动载荷交变应力第20页例：容重为γ，杆长为ｌ，横截面面积为Ａ等直杆，以匀加速度ａ上升，作杆轴力图，并求杆内最大动应力。CL14TU10动载荷交变应力第21页动载荷交变应力第22页例：图示均质杆AB，长为ｌ，重量为Q，以等角速度ω绕铅垂轴在水平面内旋转，求AB杆内最大轴力，并指明其作用位置。CL14TU11动载荷交变应力第23页动载荷交变应力第24页例：等截面刚架抗弯刚度为EI，抗弯截面系数为W，重物Q自由下落时，求刚架内最大正应力（不计轴力）。CL14TU12动载荷交变应力第25页动载荷交变应力第26页例：重量为Q物体以水平速度ｖ撞在等截面刚架端点C，刚架EI已知，试求动荷系数。CL14TU13动载荷交变应力第27页动载荷交变应力第28页例：重物Q自由落下冲击在AB梁B点处，求B点挠度。CL14TU14动载荷交变应力第29页动载荷交变应力第30页例：图示钢杆下端有一固定圆盘，盘上放置弹簧。弹簧在1kN静载荷作用下缩短0.625mm。钢杆直径d=40mm,l