材力第10章_动载荷1.ppt

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1、材料力学第10章动载荷动载荷概述动静法的应用杆件受冲击时的应力和变形冲击韧性返回§10.1概述一、静载荷载荷从零开始缓慢地增加到最终值。可认为构件始终处于平衡状态。二、动载荷随时间明显变化的载荷，即具有较大加载速率的载荷。研究表明：在动载荷作用下，只要应力不超过比例极限，胡克定律仍成立，且弹性模量与静载时相同。1)构件有加速度时的应力计算;2)冲击问题；3)振动问题；4)交变载荷。三、动载荷问题分类返回§10.2动静法的应用动静法即为理论力学中介绍的达朗伯原理。例题10.1已知：杆以匀加速度a作平移，截面积为A，密度为ρ。求：截面

2、C的最大动应力。加上惯性力系。aq解：1.受力分析FFlbCaqFFlb2.弯矩C3.应力aqFFlbA3.应力当a=0,即静载时:故:动荷因数则:强度条件:返回§10.3杆件受冲击时的应力和变形一、工程中的冲击问题特点：实例：撞击，打桩，突然刹车等。冲击过程短暂，应力分布复杂，难以精确计算，常采用能量法近似分析。二、求解冲击问题的能量法2.采用能量法时的简化：1)冲击物看成刚体，不计变形能；2)被击物看成不计质量的弹性体，不计动能；3)被击物满足胡克定律。1.任一线弹性杆件或结构都可简化为线性弹簧。设冲击物重为P，初动能为T。系统速度

3、为0时，弹簧的变形最大，为△d，此时弹簧的动载荷为Fd。忽略能量损失，由机械能守恒，冲击物的动能和势能变化等于弹簧的应变能，即:△d因被击物满足胡克定律，故有：三.垂直冲击由机械能守恒定理，化简得:解此一元二次方程得:引入记号:动荷因数则:动荷因数自由落体时：当h=0，即突加载时四、冲击问题的一般解题步骤1)求结构上被冲击点的静位移△st；2)求Kd；3)计算静应力st;4)计算动应力d=Kdst；5)计算动位移d=Kdst.例题10.3已知:悬臂梁,EI,l,P,h。求：△B和dmax。解：1.被冲击点B处静位移lABh

4、2.冲击动荷因数3.B点动位移4.最大动应力lABh五.水平冲击冲击前，重物动能:忽略能量损失，由机械能守恒:则:由冲击动荷因数公式可以看出：要使Kd小，应使△st大。即：应使结构上受冲击点的静位移尽量大。在满足刚度和强度要求的前提下六、减小冲击载荷和冲击应力的措施垂直冲击水平冲击要使Kd小，应使受冲击点的△st大。工程实例把受冲击的汽缸螺栓，由短螺栓改为长螺栓。在汽车大梁与轮轴间安装叠板弹簧；火车车厢架与轮轴间安装压缩弹簧；在某些机器或零件上加橡皮垫；返回§10.4冲击韧性返回试样l冲击韧性：k衡量材料抵抗冲击能力的性能指标W—冲断试

5、样所需的能量A—试样切槽处的最小横截面面积一般塑性材料的抗冲击能力远高于脆性材料。