材料力学Ⅰ第2版金忠谋14动载荷课件教学.pptVIP

如果飞轮转速 n=100r/m，转动惯量 J0=0.5kN.m.s2， 轴直径 d=100mm，G= 80GPa，L= 1m，此时： 所以对于转轴，要避免突然刹车。 动载荷/几个冲击实例的计算 例3 起重机吊索下端与重物之间有一缓冲弹簧，每单位力引起的 伸长为 ，吊索横截面面积 ，弹性 模量 ，所吊重物质量为 Q=50kN 。以等速 v =1m/s下降，在L=20m时突然刹车，求吊索内的应力(吊索和弹 簧的质量不计)。 v L 解： 根据重物冲击过程中释放的能量(包括动能和势能)转化为吊索增加的变形能计算。 吊索和弹簧的静变形： 在重物的速度v?0的同时，吊索和弹簧的 变形增加? ,即动变形为 。所以 =13.48cm 动载荷/几个冲击实例的计算 因为 （a） 经过整理，式(a) 变为 解得变形增加量为 动载荷/几个冲击实例的计算 吊索和弹簧的最大伸长量 所以动荷系数为 =1.87 吊索内的应力 动载荷/几个冲击实例的计算 如果吊索和重物之间没有弹簧，则 由此可见弹簧所起的缓冲作用。 动载荷/几个冲击实例的计算 水平冲击时的动荷系数计算。 Q v L 解：根据能量守恒：冲击过程中释放的 动能等于杆件增加的变形能。 而 (a) (b) 设：一重量为Q的重物以水平速度 v 撞在 直杆上，若直杆的E、I、 均为已知。 试求杆内最大正应力。 动载荷/构件受冲击时的应力和变形计算 将式(b)代入式(a) ： 解得： 式中 表示水平冲击时假设以冲击物重量大小的力沿水平方向以静载荷作用于冲击点时，该点沿水平方向的位移。 动载荷/构件受冲击时的应力和变形计算 所以 即水平冲击时的动荷系数为 杆内最大动应力为 (表示水平冲击时假设以冲击物重量大小 的力沿水平方向以静载荷作用于冲击点 时，该点沿水平方向的位移。) 动载荷/构件受冲击时的应力和变形计算 计算冲击时的冲击动应力、动变形，均可在静载荷作 用下的静应力、静变形基础上乘以动荷系数。 计算步骤： 1.将冲击物的重量作为静载荷作用在受冲击处，计算静应力 、 静位移 ； 2.计算动荷系数 。 3.计算动应力 、动位移 。 动载荷/构件受冲击时的应力和变形计算 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 馋死 材料力学 *材料力学 第十四章 动 载 荷 静载荷：作用在构件上的载荷是由零开始缓慢地增 加到某一定值不再随时间改变。 动载荷：使构件产生明显的加速度的载荷或者随时 间变化的载荷。 本章讨论的三类问题： 作匀加速直线运动和匀角速旋转的构件； 在冲击载荷下构件的应力和变形的计算； 交变应力。 1.直线等加速运动构件 一、等加速运动构件的应力计算 —惯性力法 设有等直杆：长L，截面积A,比重?，受拉力P 作用,以等 加速度a 运动，求：构件的应力、变形（摩擦力不计）。 m a P x dx 动静法(达朗贝尔原理) 例1 一吊车以匀加速度起吊重物Q,若吊索的横截面积为A，材料 比重为?，上升加速度为a，试计算吊索中的应力。 Q a m m x Q x 解： 惯性力为： ， 吊索截面上的内力： 根据动静法，列平衡方程： 解得： 动载荷/等加速运动构件的应力计算 吊索中的动应力为： 当重物静止或作匀速直线运动时，吊索横截面上的静荷应力为： 代入上式，并引入记号 ，称为动荷系数，则： 动载荷/等加速运动构件的应力计算 于是，动载荷作用下构件的强度条件为： 式中得[?]仍取材料在静载荷作用下的许用应力。 动荷系数 的物理意义：是动载荷、动荷应力和动荷变形与 静载荷、静荷应力和静荷变形之比。因此根据胡克定律，有以 下重要关系： 分别表示静载荷，静应力，静应变和静位移。 式中 分别表示动载荷，动应力，动应变和动位移； 动载荷/等加速运动构件的应力计算 2.等角速度旋转的构件 旋转圆环的应力计算 一平均直径为D 的薄壁圆环绕通过其圆心且垂直于圆环平面 的轴作等角速度转动。已知转速为?，截面积为A，比重为?，壁 厚为t。 o D ? t o 解： 动载荷/等加速运动构件的应力计算 圆环横截