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《材料力學(xué)第10章動載荷ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、§10-1概述§10-2動靜法的應(yīng)用§10-3受迫振動的應(yīng)力計算§10-4桿件受沖擊時的應(yīng)力和變形§10-5沖擊韌性§10-1概述動荷載：荷載作用過程中隨時間快速變化，或其本身不穩(wěn)定（包括大小、方向），構(gòu)件內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)加速度較大。動載荷問題分為三類：1.一般加速度問題；2.沖擊載荷；3.振動問題材力除研究桿件由于靜荷引起的應(yīng)力，還要研究動荷引起的應(yīng)力——稱動應(yīng)力σd實(shí)驗表明：當(dāng)σd〈σp（比例極限）時，胡克定律仍然有效，且彈性模量與靜荷下的數(shù)值相同§10-2動靜法的應(yīng)用解：1、截面法求鋼索FNd將鋼索截開，取下部分受力分析，如右圖所示。若為靜荷載，則FNd=P。但此時鋼索具有a
2、，不為平衡狀態(tài)，不能用平衡方程求內(nèi)力。例10-2-1鋼索起吊重物，已知P、A、a，求：鋼索可用動靜法，附加一慣性力F’=–ma，在實(shí)際力與慣性力的共同作用下，鋼索平衡。則說明：1、由此例題可知動載荷下的應(yīng)力計算是運(yùn)用動靜法,將其轉(zhuǎn)化為靜荷載求得。2、計算結(jié)果中反映了在相應(yīng)靜荷載基礎(chǔ)上動載荷的效應(yīng)，稱動荷系數(shù)，用表示，則2、求鋼索3.動載荷下的強(qiáng)度條件：解：截取圓環(huán)上半部分進(jìn)行受力分析(如圖b)例10-2-3薄壁圓環(huán)等速轉(zhuǎn)動，已知ω、A、γ、R(如圖a)求：單位長度上的慣性力得由∑F=0受迫振動：振動物體（如機(jī)床、火車中的發(fā)動機(jī)等）工作時帶動周圍的物體共同產(chǎn)生振動的現(xiàn)象。例：
3、密圈螺旋彈簧支承的剛性塊，其上安置一轉(zhuǎn)速恒定的電機(jī),如右圖所示，剛性塊連同電機(jī)的總重量為P。電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為P,因偏心引起的慣性力為H，鉛重分量H?sinpt是個隨時間作周期性變化的干擾力，下面來計算彈簧發(fā)生受迫振動時的動位移。§10-3受迫振動的應(yīng)力計算解：設(shè)彈簧剛度為C，靜載荷P作用下，靜位移彈簧在干擾力作用下產(chǎn)生受迫震動的振幅為其中：放大系數(shù)受迫振動時動位移為靜位移與周期性干擾力引起的位移之和§10-4構(gòu)件受沖擊時的應(yīng)力和變形沖擊：兩個物體相對碰撞時，在極短的時間內(nèi)，速度發(fā)生有限的變化，產(chǎn)生很大的相互作用力。由于沖擊時間極短，加速度很難確定，不能用動靜法進(jìn)行分析。通
4、常在以下假設(shè)的基礎(chǔ)上用能量法作近似計算。Ⅱ.不計被沖擊物的質(zhì)量，被沖擊物的變形在線彈性范圍內(nèi)；Ⅰ.不計沖擊物的變形，且沖擊物和被沖擊物接觸后不回彈；Ⅲ.不計沖擊過程中的能量損失。一重量為P的重物由高度為h的位置自由下落,與一塊和直桿相連的平板發(fā)生沖擊。AAAPBhl一、自由落體沖擊：沖擊前：勢能沖擊后：變形能（動能無變化，不考慮沖擊物的變形，且桿件變形在彈性范圍內(nèi)）解：按簡化計算法，不考慮系統(tǒng)沖擊過程中熱能、聲能及其它形式能量的損失。設(shè)最低位置勢能為0。AAAPBhl將代入得：由結(jié)果可得為自由落體沖擊的動荷因數(shù)，為降低可采取如下措施根據(jù)能量守恒定理：即：1、增大相應(yīng)的靜位移
5、。例如在發(fā)生沖擊的物體間放置一彈簧（緩沖彈簧）。2、減小沖擊物自由下落的高度。當(dāng)即重物驟然加在桿件上，，表明驟然載荷引起的動應(yīng)力是將重物緩慢作用引的靜應(yīng)力的2倍。措施:若已知沖擊開始瞬間沖擊物與被沖擊物接觸時的速度為v，則若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則例10-4-1等截面剛架的抗彎剛度為EI，抗彎截面系數(shù)為W，重物Q自由下落時，求剛架內(nèi)的最大正應(yīng)力（不計軸力）。CL14TU12例10-4-2重物Q自由落下沖擊在AB梁的B點(diǎn)處，求B點(diǎn)的撓度。CL14TU14例10-4-3：圖示鋼桿的下端有一固定圓盤，盤上放置彈簧。彈簧在1kN的靜載荷作用下縮短0.625mm。鋼桿直徑
6、d=40mm,l=4m，許用應(yīng)力[σ]=120MPa,E=200GPa。若有重為15kN的重物自由落下，求其許可高度h。CL14TU15例10-4-4圖a，b所示簡支梁均由20b號工字鋼制成。E=210GPa，P=2kN，h=20mm。圖b中B支座彈簧的剛度系數(shù)k=300kN/m。試分別求圖a，b所示梁的最大正應(yīng)力。（不計梁和彈簧的自重）hP1.5m1.5mzACBzhP1.5m1.5mACB(a)(b)解：1.圖a由型鋼查得20b號工字鋼的Wz和Iz分別為Wz=250×103mm3，Iz=2500×104mm4梁的最大靜應(yīng)力為C截面的靜位移為zhP1.5m1.5mACB動
7、荷因數(shù)為梁的最大動應(yīng)力為2.圖bC截面的靜位移為動荷因數(shù)為梁的最大動應(yīng)力為?？梢娫黾覦st可使Kd減小。hP1.5m1.5mzACB二、水平?jīng)_擊已知：同截面桿AB在C處受一重量為G，速度為v的物體沿水平方向沖擊。求：桿在危險點(diǎn)處的。由能量守恒沖擊前（小球動能）沖擊后（桿應(yīng)變能）解：al靜荷載動荷載三、起吊重物時的沖擊（桿應(yīng)變能）沖擊前沖擊后已知：起重吊索下端掛一重物等速下降，當(dāng)?shù)跛鏖L度為l時，突然剎車，A、E、V、P。求：Fd、?d。dDlstD說明：由結(jié)果可知，欲使，除外，還可采取的措施，如在吊索與重物間安置一緩
