1、1,第十章 动载荷,10-1 概述 enter 10-2 简单惯性力问题 enter 10-3 构件冲击时的应力和变形计算 enter 10-4 提高构件抗冲击能力的措施 enter,作业：10-2，10-3，10-6，10-9，10-10，10-11,2,10-1 概 述,构件中因动载荷而引起的应力称为动应力。,静载荷：载荷由零缓慢增加至最终值，然后保持不变。这时，构件内各点的加速度很小，可以忽略不计。,在动载荷作用下，构件内部各点均有加速度。,3,实验证明，在动载荷作用下，如构件的应力不超过比例极限，胡克定律仍然适用。 动载荷的形式很多，计算也相当复杂，很多要靠实验解决，本章主要讨论以下两
2、类问题： 1. 构件作匀加速运动或匀角速定轴转动时的 应力计算。 2. 冲击时应力和变形计算。,4,10-2 简单惯性力问题,吊笼重量为Q；钢索横截面面积为A，单位体积的重量为 。求吊索任意截面上的应力。,5,6,动荷系数,7,构件作等速转动时的应力计算,薄壁圆环，平均直径为D，横截面面积为A，材料单位体积的重量为，以匀角速度转动。,8,9,从上式可以看出，环内应力仅与和v有关，而与A无关。所以，要保证圆环的强度，应限制圆环的速度。增加截面面积A，并不能改善圆环的强度。,10,例：容重为，杆长为，横截面面积为的等直杆，以匀加速度上升，作杆的轴力图，并求杆内最大动应力。,11,12,例：图示均质
3、杆AB，长为，重量为Q，以等角速度绕铅垂轴在水平面内旋转，求AB杆内的最大轴力，并指明其作用位置。,13,14,10-3 构件冲击时的应力 和变形计算,冲击时，冲击物在极短的时间间隔内速度发生很大的变化，其加速度a很难测出，无法计算惯性力，故无法使用动静法。在实用计算中，一般采用能量法。,15,现考虑重为Q的重物从距弹簧顶端为 h 处自由下落，在计算时作如下假设:,16,1. 冲击物视为刚体，不考虑其变形;,2.被冲击物的质量远小于冲击物的质量，可忽略不计;,3.冲击后冲击物与被冲击物附着在一起运动;,4.不考虑冲击时热能的损失，即认为只有系统动能与位能的转化。,17,重物Q从高度为 h 处自
4、由落下，冲击到弹簧顶面上，然后随弹簧一起向下运动。当重物Q的速度逐渐降低到零时，弹簧的变形达到最大值d，与之相应的冲击载荷即为Pd。,根据能量守恒定律可知，冲击物所减少的动能T和位能V，应全部转换为弹簧的变形能Ud,即,18,19,动荷系数,20,当载荷突然全部加到被冲击物上，即 h=0 时,由此可见,突加载荷的动荷系数是2，这时所引起的应力和变形都是静荷应力和变形的2倍。,21,若已知冲击开始瞬间冲击物与被冲击物接触时的速度为 v，则,22,若已知冲击物自高度 h 处以初速度 下落,则,23,当构件受水平方向冲击时,24,25,例：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，求刚架内的最大正应力（不计轴力）。,26,27,例：重量为Q的物体以水平速度撞在等截面刚架的端点C，刚架的EI已知，试求动荷系数。,C,28,29,例：重物Q自由落下冲击在AB梁的B点处，求B点的挠度。,30,31,例：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=120MPa, E=200GPa。若有重为 15kN的重物自由落下，求其许可高度h。,32,33,10-4 提高构件抗冲击能力的措施,1. 降低构件的刚度,34,2. 增加等截面构件的体积,
