第13章动载荷资料.ppt

第13章 动载荷;13.1 概述;13.1 概述;三、动应力;起重机吊重物，若悬挂在吊索上的重物W是静止不动或以匀速直线运动上升时，重物对吊索就是静荷载，吊索横截面上的应力就是静应力。;当物体以加速度上升(如重物吊离地面的一瞬间)时，重物对吊索就是动荷载，此时吊索横截面上的应力就是动应力。;07年11月14日中午11点左右无锡某工地升降机从百米高空直接坠地，升降机内17人，6人死亡，11人重伤。;上海世博会场馆建设中心的锤击打桩。;四、动载荷问题的分类;惯性力的概念;一、构件做等加速直线运动;1.物体离开地面，静止地由绳索吊挂; 按达伯朗原理（动静法）;Kd——动荷系数； 下标 st——受静荷载作用； 下标d——受动荷载作用。;解：;—动荷系数;例13.2：图示20a槽钢，以匀加速下降，若在0.2s的时间内速度由1.8m/s降至0.6m/s，试求槽钢中最大弯曲正应力。已知L＝6m，b＝1m。;13.2 匀加速直线运动及匀速转动时构件的应力计算;13.2 匀加速直线运动及匀速转动时构件的应力计算;二、构件作等速转动时的动应力;2、动应力的计算;例13.3：如图所示，AB轴的A端装有刹车离合器，B端有一个质量很大的飞轮，与飞轮相比，轴的质量可忽略不计。已知飞轮的转速 ，转动惯量 ，轴的直径为 ，机械制动要求10s内匀减速完成刹车过程，试求轴内最大动应力。;解：（1）飞轮与轴的转动角速度为;（4）设作用于轴上的摩擦力矩为;13.3 杆件受冲击时的应力与变形;二、冲击问题的分析方法：能量法;根据假设，工程实际上的梁、杆均可简化为弹簧来分析。现以一弹簧代表受冲构件，受重物P,在高度H处落下的作用，计算冲击应力。;根据机械能守恒定律，有;在线弹性范围内，载荷、变形和应力成正比;动荷系数——;关于动荷系数 的讨论:;2. 若已知冲击物自高度 h 处无初速下落，冲击物与被冲击物接触时的速度为v;4.当构件受水平方向冲击;5、当 时，可近似取 ，误差5%。;例13.4：等截面刚架的抗弯刚度为 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）。;例13.5：重物Q自由落下冲击在AB梁的B点处，求B点挠度。;例13.6：图示钢杆的下端有一固定圆盘，盘上放置弹簧。弹簧在 1kN的静载荷作用下缩短0.625mm。钢杆直径d=40mm, l =4m，许用应力[σ]=120MPa, E=200GPa。若有重为 15kN的重物自由落下，求其许可高度h。;例13.7:已知：d1=0.3m，l = 6m，P=5kN，E1 = 10GPa，求两种情况的动应力。（1）H = 1m自由下落；（2）H =1m，橡皮垫d2 = 0.15m， h= 20 mm，E2 = 8MPa。;（2）加橡皮垫 d2 = 0.15m, h= 20 mm, E2 = 8 MPa. ;例13.8：一下端固定、长度为l的铅直圆截面杆AB，在C点处被一物体G沿水平方向冲击（图a）。已知C点到杆下端的距离为a，物体G的重量为P，物体G在与杆接触时的速度为v。试求杆在危险点的冲击应力。; 当杆在C点受水平力F作用时，杆的固定端横截面最外缘（即危险点）处的静应力为;例13.9：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)。;因为;吊索和弹簧的最大伸长量;如果吊索和重物之间没有弹簧，则;例13.10 等截面直杆的冲击拉伸应力;例13.11 等截面简支梁的冲击弯曲应力; ;例13.12 等截面圆轴受冲击扭转时的应力;解得：;如果飞轮??速 n=100r/m，转动惯量 J0=0.5KN.m.s2，轴直径 d=100mm，G= 80GPa，L= 1m，此时：; ;13.4 冲击韧性;αK数值随温度降低而减小——低温脆断（冷脆）;*13.5 考虑被冲击物质量时的冲击应力;设想重物G下落高度h1时具有动能;确定相当质量：以在B受静力P时的挠曲线作为受冲击时的动挠曲线。;13.6 提高构件抗冲击能力的措施;2.尽量采用等强度杆件。;3.某些情况，增大等强度杆的体积。;本章小结 ;祝同学们学习愉快！