材料力學10動載荷課件

第十章動載荷§10-1概述§10-2動靜法的應用§10-4桿件受沖擊時的應力和變形實驗證明，在動載荷作用下，如構(gòu)件的應力不超過比例極限，胡克定律仍然適用于動載荷下應力、應變的計算，彈性模量與靜載下的數(shù)值相同。構(gòu)件中因動載荷而引起的應力稱為動應力。靜載荷：在動載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各點均有加速度。目錄§10-1概述動載荷：載荷由零緩慢增加至最終值，然后保持不變。載荷隨時間變化而變化或其本身不穩(wěn)定（包括大小、方向）。材料力學中按其作用方式不同將動荷載分為三類:交變應力問題(2)載荷以一定的速度施加于構(gòu)件上，或者構(gòu)件的運動突然受阻。(1)構(gòu)件做變速運動。(應力與變形的計算)慣性力問題(3)載荷或應力隨時間呈周期性變化。沖擊問題下章介紹1.物體離開地面，靜止地由繩索吊掛繩子：目錄與第一個問題等價2.物體勻速地向上提升目錄或者說，按達朗伯爾原理（動靜法）：質(zhì)點上所有外力同慣性力形成平衡力系。慣性力大小為ma，方向與加速度a相反按牛頓第二定律3.物體以加速度a向上提升繩子動載應力(動載荷下應力)為：動應力——動荷系數(shù)其中強度條件為或由于在動荷系數(shù)中已經(jīng)包含了動載荷的影響，所以為靜載作用下的許用應力。當材料中的應力不超過比例極限時，荷載與變形成正比只要將靜載下的應力，變形，乘以動荷系數(shù)Kd即得動載下的應力與變形。如果以

表示動變形，表示靜變形二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動時的應力計算

薄壁圓環(huán)，平均直徑為D，橫截面面積為A，材料單位體積的重量為γ，以勻角速度ω轉(zhuǎn)動。目錄均布壓強作用于半圓柱面，其合力等于半圓柱面在直徑平面上的投影面積乘以壓強?！?0-4桿件受沖擊時的應力和變形目錄

當運動著的物體碰撞到一靜止的構(gòu)件時，前者的運動將受阻而在短時間停止運動，這時構(gòu)件就受到了沖擊作用。在沖擊過程中，運動中的物體稱為

沖擊物阻止沖擊物運動的構(gòu)件，稱為

被沖擊物沖擊時，沖擊物在極短的時間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大的變化，其加速度a很難測出，無法計算慣性力，故無法使用動靜法。在實用計算中，一般采用能量法。在計算時作如下假設:目錄1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物的質(zhì)量可忽略不計;3.沖擊后沖擊物與被沖擊物附著在一起運動;4.不考慮沖擊時熱能的損失，即認為只有系統(tǒng)動能與勢能的轉(zhuǎn)化。目錄根據(jù)機械能守恒定律，沖擊物的動能T和勢能V的變化應等于彈簧的變形能,即設沖擊物體與彈簧開始接觸的瞬時動能為在線彈性范圍內(nèi)，載荷、變形和應力成正比，即：當載荷突然全部加到被沖擊物上，由此可知,突加載荷的動荷系數(shù)是2，這時所引起的應力和變形都是靜荷應力和變形的2倍。此時T=0

1.若已知沖擊物自高度h處無初速下落,沖擊物與被沖擊物接觸時的速度為v2.若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則3.當構(gòu)件受水平方向沖擊

例10-2：重物Q自由落下沖擊在AB梁的B點處，求B點的撓度。目錄解：

局部加強與局部削弱局部加強局部削弱局部加強會降低抗沖擊能力局部削弱會提高抗沖擊能力如何提高桿件的抗沖擊能力？增

大

靜

變

形需避免增大靜應力彈性模量較低的材料需注意是否滿足強度要求小結(jié)了解動載荷的概念掌握構(gòu)件作