第13章--动应力分解.pptVIP

第十三章 动应力 §13-1 概 述 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-4 冲击应力及变形的计算 §13-5 考虑受冲杆件质量时应力和变形的计算* 小 结 §13-1 概 述 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-2 考虑惯性力时构件的动应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-3 强迫振动时的应力计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-4 冲击应力及变形计算 §13-5 考虑受冲杆件质量时应力和变形的计算 §13-5 考虑受冲杆件质量时应力和变形的计算 §13-5 考虑受冲杆件质量时应力和变形的计算 小 结 考虑惯性力时构件的动应力计算(匀加速直线运动、匀角速转动)； 垂直冲击的动荷系数及动应力和动变形的计算； 用能量法直接求解冲击问题(冲扭、水平冲击等)。 小 结 什么是动载荷，它与静载荷有何不同？ 动载荷一定比静载荷大吗？为什么？ 什么是动荷系数？如何求出？ 胡克定律在动载情况下使用的条件是什么？ 对于匀角速转动的圆环，如何提高其强度？ 对于冲击问题，局部削弱杆刚度较小，因而静变形较大，因此动荷系数较小，从而动应力也较小。上述推理过程合理吗？为什么？ * 由动载荷在构件中产生的应力，当动应力不超过比例极限时，弹性模量不变，胡克定律仍适用。 1．静载荷： 一、动载荷 载荷从零缓慢增加到终值，可不考虑加载过程中的加速度。 2．动载荷： 构件速度在短时间内发生急剧变化，产生明显的加速度。 3．动(荷)应力： 1．匀加速直线运动或匀角速转动； 二、三类动荷问题 3．冲击。 2．强迫振动； 1．惯性力： 一、动静法 ——方向与加速度方向相反 2．将惯性力加到物体上等效成平衡无加速度受载情况； 3．动静法(惯性力法)： 将运动物体等效转变为静止或匀速直线运动情况，从而将动力学问题转化为静力学问题的方法。 1．引例 二、匀加速直线运动构件的动应力 a x P Agx FNd 起重机以加速度a提升重物，绳索横截面面积为A，材料容重为g ，计算绳索横截面上的应力 P x m m 2．计算公式 1)动荷系数： 3)强度条件： 4)动变形： 2)动应力计算： kd ——动荷系数，动应力与静应力的比值。 [s ]——静载许用应力 1．引例： 三、匀角速旋转构件的动应力 直径为D的薄圆环，厚度为t(tD)，宽为b(垂直于纸面)，环以匀角速度w 绕O点转动，试求圆环中的动应力。 O t D w ds j dj pi 1)ds段惯性力为 2)沿环壁单位面积惯性力pi 3)圆环的环向应力sqd为 ——圆环切向速度 2．讨论： sqd∝v2(w 2)，与横截面面积无关，所以，对于转动构件，要降低动应力，必须控制其转速，而不是加大截面面积。 四、例题 x FNd qd 例13-1 汽轮机叶轮以n=3000r/min匀速转动，叶轮外缘半径R=103.4cm，叶片长l=3.4cm，截面积A=1.79cm2，叶根截面积A1=A/2，叶片材料的容重g=7.75×10-2N/cm3，求叶片根部的应力。 l R dx 解：1)dx微段惯性力 2)单位长度惯性力为 3)x截面处的轴向力为 4) FNd在x=R处最大： 5) 叶根部的动应力： FS a C A B FS+P2 T 例13-2 图示卷扬机起吊重物P1=40kN以等加速度a=5m/s2上升，鼓轮重P2=4kN，直径D=1.2m，安装在轴中点C；轴长l=1m，材料许用应力[s ]=100MPa，试按最大切应力准则设计轴的直径。 P1 A B C D T1 e P1 强迫振动： 一、单自由度弹性体强迫振动引例 构件由外界干扰力引起的振动 y dst K(dst+y) y P Fcsinwt dst B B 静平衡位置 最大位移位置 最小位移位置 l w t A B C 1．用动静法列平衡方程 Fc 2．系统参数 1)固有频率w0： 2)阻尼系数n： 3．振动体的微分方程 4．小阻尼情况下(n w0)