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1、§1動載荷概念和工程實例§2慣性力問題§3構件受沖擊時的應力及強度計算§4提高構件抵抗沖擊能力的措施第十二章動載荷§5構件的動力強度和沖擊韌度第一節(jié)動載荷概念和工程實例一、靜荷載的概念：載荷不隨時間變化（或變化極其平穩(wěn)緩慢）且使構件各部件加速度保持為零（或可忽略不計），此類載荷為靜載荷。例:起重機以等速度吊起重物，重物對吊索的作用為靜載。二、動載荷的概念：載荷隨時間急劇變化且使構件的速度有顯著變化（系統(tǒng)產生慣性力），此類載荷為動載荷。例:起重機以加速度吊起重物，重物對吊索的作用為動荷載作用。例如:旋轉的飛輪突然剎車,軸受動荷載作用。QhL例如:打樁
2、、氣錘的錘桿工作時均為動荷載作用。上海世博會場館建設中心的錘擊打樁.二零零七年十一月十四日中午十一點左右無錫某工地升降機從百米高空直接墜地,升降機內十七人,六人死亡,十一人重傷.（1）構件作等加速直線運動和等速轉動時的動應力計算；（2）構件在受沖擊和作強迫振動時的動應力計算；（3）構件在交變應力作用下的疲勞破壞和疲勞強度計算。實驗表明：在靜載荷下服從虎克定律的材料，只要應力不超過比例極限,在動載荷下虎克定律仍成立且E靜=E動。三、動響應：四、動載荷問題的分類：構件在動載荷作用下產生的各種響應（如應力、應變、位移等），稱為動響應。第二節(jié)慣性力問題一、
3、勻加速直線運動構件的動應力計算如圖所示一起重機繩索以等加速度a提升一等截面直桿，直桿單位體積的重量（比重、重度）為γ，橫截面面積為A，桿長為L，不計繩索的重量。求：桿內任意橫截面的動應力、最大動應力。解：1、動軸力的確定2、動應力的計算最大動應力應力分布a=0時Kd——動荷系數(shù)；下標st——受靜荷載作用；下標d——受動荷載作用。3、強度計算應力分布例、試確定圖所示起重機吊索所需的橫截面面積A。已知提升物體的重量P＝40kN，上升時的最大加速度α＝5m/s2，繩索的許用拉應力[]＝80MPa。設繩索的質量相對于物體的質量來說很小，可以忽略不計。解一、
4、慣性力這是個勻加速直線運動問題，因為加速度與運動方向一致，所以慣性力的方向向下。二、動荷系數(shù)三、計算物體靜止時，繩索所需的橫截面積由強度條件得四、計算繩索所需要的橫截面積Ad=KdAst＝1.51×0.5×10－3＝0.755×10－3㎡＝755mm2例長度l=12m的16號工字鋼，用橫截面面積為A=108mm2的鋼索起吊，如圖a所示，并以等加速度a=10m/s2上升。若只考慮工字鋼的重量而不計吊索自重，試求吊索的動應力，以及工字鋼在危險點的動應力?d,maxAa4mB2m2mCyz4m(a)解：將集度為qd=A?a的慣性力加在工字鋼上，使工字鋼上
5、的起吊力與其重量和慣性力假想地組成平衡力系（見圖b）。于是，工字鋼上總的均布力集度為(b)ABFNdqFNd若工字鋼單位長度的重量記為qst，則慣性力集度為引入動荷因數(shù)則Aa4mB2m2mCyz4m(a)(b)ABFNdqFNd由對稱關系可知，兩吊索的軸力相等，其值可由平衡方程求得故得吊索的動應力為Aa4mB2m2mCyz4m(a)(b)ABFNdqFNd由型鋼表查得qst=20.5kg/m=(20.5N/m)g及已知數(shù)據(jù)代入上式，即得同理，工字鋼危險截面上危險點處的動應力Aa4mB2m2mCyz4m(a)(b)ABFNdqFNdM圖（N·m)2q
6、q6(c)由工字鋼的彎矩圖(圖c)可知，Mmax=6qN·m，并由型鋼表查得Wz=21.2?10-6m3以及已知數(shù)據(jù)代入上式，得二、構件作等速轉動時的動應力截面為A的薄壁圓環(huán)平均直徑為D，以等角速度ω繞垂直于環(huán)平面且過圓心的平面轉動，圓環(huán)的比重為γ。求圓環(huán)橫截面的動應力。qd解：一、求薄壁圓環(huán)內動內力FNdFNdφdφ二、動應力的計算qd例重為G的球裝在長L的轉臂端部，以等角速度在光滑水 平面上繞O點旋轉，已知許用強度[?]，求轉臂的截面 面積（不計轉臂自重）。②強度條件解：①受力分析如圖:wFdLO轉臂的內力：解：（1）計算桿內最大應力a.離A端
7、為x處取一微段，該微段的慣性力為：例一根桿以等角速度繞鉛直軸在水平面內轉動，已知桿長l，桿的橫截面面積為A，重量為W。（1）計算桿內最大應力；（2）計算桿件的伸長。（dx段的質量）（微段處的法向加速度）b.取脫離體圖，x處的內力為：軸力是按拋物線規(guī)律變化c.繪內力圖。確定內力最大的截面，并計算最大應力。時，該截面上的軸力最大.（2）計算桿件的伸長最大應力為dx段的伸長可表示為桿件的總伸長為例:直徑d=100mm的鋼軸上裝有轉動慣量J=0.5N*m*s2的飛輪(如圖示),軸的轉速=200rpm,G=80GPa，制動器與飛輪的距離l=1m。試求：當突然
8、制動時,軸內最大切應力。解：制動前瞬時，系統(tǒng)的機械能制動后瞬時，系統(tǒng)的機械能由機械能守恒，得軸內最大切應力為例圓軸AB上作
