第十一章動載荷

1.動荷系數(shù)的計算2.動應(yīng)力、動變形的計算

第一節(jié)慣性載荷作用下的動應(yīng)力和動變形第二節(jié)構(gòu)件受沖擊時的應(yīng)力和變形

第三節(jié)沖擊韌度

本章重點

第十一章動載荷靜應(yīng)力：構(gòu)件在靜載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)力。特點：1.載荷從零開始緩慢增加，構(gòu)件加速度不計。2.不隨時間的改變而改變。動荷載：加速度運動的構(gòu)件、承受沖擊物作用的構(gòu)件所受到的載荷。動應(yīng)力：構(gòu)件上由于動荷載引起的應(yīng)力。實例：1.曲柄滑塊機構(gòu)；動畫目錄2.轉(zhuǎn)軸；3.打樁。一、構(gòu)件作等加速直線運動時的動應(yīng)力和動變形慣性力靜荷載動荷載動荷系數(shù)第一節(jié)慣性載荷作用下的動應(yīng)力和動變形研究方法：達(dá)朗伯原理需注意的問題：在每一個質(zhì)點上加慣性力。動應(yīng)力:材料處于線彈性階段,變形和內(nèi)力成正比:動反力:強度條件:目錄xdx設(shè)x處的慣性力集度為qg(x)動應(yīng)力與橫截面面積無關(guān)二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動時的動應(yīng)力L均桿橫截面面積為A，單位體積質(zhì)量為ρ，以角速度ω繞B點等速轉(zhuǎn)動，計算桿橫截面上最大的動應(yīng)力。最大軸力在桿的B端，F(xiàn)N=Fga目錄例11-1重物M的質(zhì)量m=1kg，重物繞垂直軸作勻速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動角速度

，試求垂直軸中的最大彎曲應(yīng)力。100200100ωABWFgWMFgFAxFBxFBy解:1.求慣性力Fg2.求支座反力

29.6N69N-+-6.9N·m3.求垂直軸AB中的最大彎矩4.求最大彎曲應(yīng)力目錄（1）不考慮構(gòu)件與沖擊物接觸后的回彈。（2）不計沖擊物的變形。（3）不計沖擊過程中的聲、熱、塑性變形等能量損耗，機械能守恒定律成立。基本假定：第二節(jié)構(gòu)件受沖擊時的應(yīng)力和變形沖擊力的特點：作用時間短，力變化快。求解沖擊應(yīng)力的方法：動能定理或機械能守衡定律目錄機械能守恒定律的應(yīng)用：重物設(shè)梁為一線性彈簧,剛度系數(shù)為k.目錄強度條件:取初位置為重力、彈力零勢點E＝2×105MPa，試分別求兩桿的動應(yīng)力。例11-2一重W＝2kN的物體從h＝0.05m處自由下落，分別沖擊在兩桿件上。已知L＝1m，A1＝10×10－4m2，A2＝20×10－4m2，材料的彈性模量解：目錄2.梁橫截面上的最大沖擊正應(yīng)力與最大沖擊撓度。解：

（1）梁橫截面上最大靜應(yīng)力和（2）計算動荷系數(shù)例11-3圖示懸臂梁，A端固定，自由端B的上方有一重物自由落下，撞擊到梁上。已知：梁材料為木材，E＝10GPa；梁長L＝2m，h=40mm，重量W＝1kN。求：1.梁所受的沖擊載荷；沖擊處最大撓度目錄W=3.09×105mm3，E=200GPa，求兩梁的最大沖擊應(yīng)力。目錄例11-4兩根梁受重物沖擊。一根支于剛性支座上，另一根支于彈簧常數(shù)k=100N/mm的彈簧上。已知l=3m，h=0.05m，G=1kN，鋼梁的I=3.4×107mm4，

解：1.剛性支承梁

2.彈性支承梁

ABCdL例11-5在AB軸的B端裝有一個質(zhì)量很大的飛輪C,飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為J。軸與飛輪以角速度

ω作等速旋轉(zhuǎn)，試計算當(dāng)A端被突然制動時軸內(nèi)最大動應(yīng)力。

解：1.飛輪的動能為彈力的功由動能定理，解得目錄第三節(jié)沖擊韌度目錄沖擊韌度：材料抵抗沖擊載荷的能力。沖擊韌度指標(biāo)：（1）沖擊吸收功AK；（2）沖擊韌度aK一、試件

開槽目的：使試件產(chǎn)生應(yīng)力集中，在開槽處沖斷。aKU、aKV分別表示由不同的開槽試件所測得的沖擊韌度。二、沖擊試驗機及試驗原理

h1

h2

由動能定理，沖擊吸收功沖擊韌度目錄停