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《十四章- 動(dòng)載荷 交變應(yīng)力(材料力學(xué)課件).ppt》由會(huì)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(kù)。
1、第十四章動(dòng)載荷交變應(yīng)力的概念實(shí)驗(yàn)證明，在動(dòng)載荷作用下，如構(gòu)件的應(yīng)力不超過(guò)比例極限，胡克定律仍然適用。構(gòu)件中因動(dòng)載荷而引起的應(yīng)力稱為動(dòng)應(yīng)力?！?4-1概述靜載荷：載荷由零緩慢增加至最終值，然后保持不變。這時(shí)，構(gòu)件內(nèi)各點(diǎn)的加速度很小，可以忽略不計(jì)。在動(dòng)載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各點(diǎn)均有加速度。§14-2構(gòu)件作等加速直線運(yùn)動(dòng)或 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算一、構(gòu)件作等加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的應(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。吊籠重量為Q；鋼索橫截面面積為A，單位體積的重量為。求吊索任意截面上的應(yīng)力。CL14TU1動(dòng)荷系數(shù)二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)
2、力計(jì)算薄壁圓環(huán)，平均直徑為D，橫截面面積為A，材料單位體積的重量為γ，以勻角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。CL14TU2從上式可以看出，環(huán)內(nèi)應(yīng)力僅與γ和v有關(guān)，而與A無(wú)關(guān)。所以，要保證圓環(huán)的強(qiáng)度，應(yīng)限制圓環(huán)的速度。增加截面面積A，并不能改善圓環(huán)的強(qiáng)度?！?4-3沖擊應(yīng)力計(jì)算CL14TU5沖擊時(shí)，沖擊物在極短的時(shí)間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大的變化，其加速度a很難測(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，一般采用能量法。CL14TU6現(xiàn)考慮重為Q的重物從距彈簧頂端為h處自由下落，在計(jì)算時(shí)作如下假設(shè):1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物的質(zhì)量
3、遠(yuǎn)小于沖擊物的質(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)熱能的損失，即認(rèn)為只有系統(tǒng)動(dòng)能與位能的轉(zhuǎn)化。CL14TU6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的速度逐漸降低到零時(shí)，彈簧的變形達(dá)到最大值Δd，與之相應(yīng)的沖擊載荷即為Pd。根據(jù)能量守恒定律可知，沖擊物所減少的動(dòng)能T和位能V，應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為彈簧的變形能Ud,即動(dòng)荷系數(shù)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),突加載荷的動(dòng)荷系數(shù)是2，這時(shí)所引起的應(yīng)力和變形都是靜荷應(yīng)力和變形的2倍。若已知沖擊開(kāi)始瞬間沖擊
4、物與被沖擊物接觸時(shí)的速度為v，則若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則當(dāng)構(gòu)件受水平方向沖擊時(shí)CL14TU7例：容重為γ，桿長(zhǎng)為ｌ，橫截面面積為Ａ的等直桿，以勻加速度ａ上升，作桿的軸力圖，并求桿內(nèi)最大動(dòng)應(yīng)力。CL14TU10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)的最大軸力，并指明其作用位置。CL14TU11例：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(shí)，求剛架內(nèi)的最大正應(yīng)力（不計(jì)軸力）。CL14TU12例：重量為Q的物體以水平速度ｖ撞在等截面剛架的端點(diǎn)C，剛架的EI已知
5、，試求動(dòng)荷系數(shù)。CL14TU13例：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：圖示鋼桿的下端有一固定圓盤(pán)，盤(pán)上放置彈簧。彈簧在1kN的靜載荷作用下縮短0.625mm。鋼桿直徑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
