动载荷加速运动.ppt

* * 第十一章 动载荷 第一节 引 言 本章讨论动载荷与交变载荷引起的杆件的强度问题与刚度问题 静载荷： 载荷由零开始，缓慢平稳地增至一定大小后维持不变。 承载构件处于平衡状态； 动载荷： 载荷使构件产生明显加速度； 冲击载荷：载荷大小在极短的时间内急剧变化 交变载荷： 载荷（应力）随时间做周期性交替变化 第二节 杆件作加速运动时的应力与变形计算 基本方法： 动静法（达朗贝尔原理） 作用在质点系上的所有外力与虚加在所有 质点上的惯性力在形式上构成平衡力系 一、杆件匀加速起吊时的应力与变形计算 杆件在轴向载荷 F 的作用下匀加速起吊，其横 截面面积为 A、质量密度为 ? 、加速度为 a 受力分析 重力 惯性力 重力 惯性力 由截面法， 得动荷轴力 式中， 称为动荷因素 为静荷轴力 由于应力、变形与轴力呈线性关系，故有 动荷应力 动荷变形 动荷轴力 1）只要引入动荷因数，此类动载荷问题即可转为静载荷 动荷因数 动荷应力 动荷变形 说明： 问题处理 2）动荷因数 适用于匀加速起吊杆件 [例1] 如图，一水平放置的匀质混凝土预制梁，由起重机以匀加速度 a 向上提升，已知梁的长度为 l ，横截面面积为 A ，抗弯截面系数为 W ，材料的质量密度为 ? 。试求（1）起吊力 F ；（2）梁横截面上的最大弯矩 Mdmax 。 解： 1）计算动荷因数 横梁匀加速提升，故动荷因数为 2）计算起吊力 静荷起吊力 动荷起吊力 2）计算最大弯矩 作静荷弯矩图 最大静荷弯矩 最大动荷弯矩 二、杆件匀速转动时的动载荷问题 方法类似，引入惯性力，用动静法处理 [例2] 如图，一平均直径为 D 的薄壁圆环，绕通过圆心且垂直于环平面的轴在水平平面内以角速度 ? 作匀速转动。已知圆环横截面面积为 A，材料的质量密度为 ? ，试确定其动荷应力。 引入惯性力 解：