材料力學(xué)講義六五

第十四章動(dòng)載荷交變應(yīng)力的概念實(shí)驗(yàn)證明，在動(dòng)載荷作用下，如構(gòu)件的應(yīng)力不超過比例極限，胡克定律仍然適用。構(gòu)件中因動(dòng)載荷而引起的應(yīng)力稱為動(dòng)應(yīng)力。§14-1概述靜載荷：載荷由零緩慢增加至最終值，然后保持不變。這時(shí)，構(gòu)件內(nèi)各點(diǎn)的加速度很小，可以忽略不計(jì)。在動(dòng)載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各點(diǎn)均有加速度。§14-2構(gòu)件作等加速直線運(yùn)動(dòng)或

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算一、構(gòu)件作等加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算以礦井升降機(jī)以等加速度a起吊一吊籠為例。吊籠重量為Q；鋼索橫截面面積為A，單位體積的重量為。求吊索任意截面上的應(yīng)力。CL14TU1動(dòng)荷系數(shù)二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)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(dòng)。CL14TU2從上式可以看出，環(huán)內(nèi)應(yīng)力僅與γ和v有關(guān)，而與A無關(guān)。所以，要保證圓環(huán)的強(qiáng)度，應(yīng)限制圓環(huán)的速度。增加截面面積A，并不能改善圓環(huán)的強(qiáng)度。§14-3沖擊應(yīng)力計(jì)算CL14TU5沖擊時(shí)，沖擊物在極短的時(shí)間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大的變化，其加速度a很難測(cè)出，無法計(jì)算慣性力，故無法使用動(dòng)靜法。在實(shí)用計(jì)算中，一般采用能量法。CL14TU6現(xiàn)考慮重為Q的重物從距彈簧頂端為h處自由下落，在計(jì)算時(shí)作如下假設(shè):1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于沖擊物的質(zhì)量，可忽略不計(jì);3.沖擊后沖擊物與被沖擊物附著在一起運(yùn)動(dòng);4.不考慮沖擊時(shí)熱能的損失，即認(rèn)為只有系統(tǒng)動(dòng)能與位能的轉(zhuǎn)化。CL14TU6重物Q從高度為h處自由落下，沖擊到彈簧頂面上，然后隨彈簧一起向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)重物Q的速度逐漸降低到零時(shí)，彈簧的變形達(dá)到最大值Δd，與之相應(yīng)的沖擊載荷即為Pd。根據(jù)能量守恒定律可知，沖擊物所減少的動(dòng)能T和位能V，應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為彈簧的變形能Ud,即動(dòng)荷系數(shù)當(dāng)載荷突然全部加到被沖擊物上，即h=0時(shí)由此可見,突加載荷的動(dòng)荷系數(shù)是2，這時(shí)所引起的應(yīng)力和變形都是靜荷應(yīng)力和變形的2倍。若已知沖擊開始瞬間沖擊物與被沖擊物接觸時(shí)的速度為v，則若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則當(dāng)構(gòu)件受水平方向沖擊時(shí) CL14TU7例：容頸重為γ，桿長(zhǎng)艱為ｌ蚊，橫哲截面足面積活為Ａ甚的等臺(tái)直桿歐，以竿勻加備速度負(fù)ａ上噸升，市作桿杠的軸同力圖舒，并鐵求桿團(tuán)內(nèi)最返大動(dòng)械應(yīng)力同。CL1貿(mào)4TU我10例：圖姥示均質(zhì)踩桿AB，長(zhǎng)為艙ｌ，凡重量鐮為Q，以等角仔速度ω繞鉛垂晌軸在水壤平面內(nèi)元旋轉(zhuǎn)，筐求AB桿內(nèi)的的最壇大軸刮力，筐并指朋明其的作用晝位置筐。CL1移4TU聚11例：等枝截面剛師架的抗獻(xiàn)彎剛度售為EI，抗彎嗓截面提系數(shù)師為W，重物Q自由形下落劫時(shí)，猛求剛石架內(nèi)怎的最樣大正川應(yīng)力耗（不扣計(jì)軸慨力）緊。CL百14景TU遺12例：嫁重量桌為Q的物危體以堵水平液速度廳ｖ撞酒在等恰截面耍剛架望的端南點(diǎn)C，剛架摟的EI已知淋，試脅求動(dòng)倘荷系據(jù)數(shù)。CL冤14腫TU旗13例：重伯物Q自由波落下懶沖擊月在AB梁的B點(diǎn)處武，求B點(diǎn)的撓飛度。CL1參4TU開14例：狐圖示怨鋼桿閉的下旦端有族一固也定圓羽盤，責(zé)盤上晨放置圖彈簧桑。彈藏簧在1kN的靜載味荷作用落下縮短耽0.62帶5mm。鋼桿釣直徑d=深40瓣mm方,l=4閃m，許用應(yīng)哄力[σ]宏=1錘2