chap动荷载交变应力.ppt

* * 第一节 概 述 静应力： 构件在静载荷作用下产生的应力。 特点： 1. 与加速度无关。 2. 不随时间的改变而改变。 动荷载： 工程中一些高速旋转或者以很高的加速度运动的构件，以及承受冲击物作用的构件，其上作用的载荷。 动应力： 构件上由于动荷载引起的应力。 交变应力： 构件中的应力虽与加速度无关，但大小或方向却随时间而变化。 疲劳： 构件在交变应力作用下最大工作应力远远小于屈服强度且无明显塑性变形就发生突然断裂。该现象称为疲劳 第二节 构件作等加速直线运动或等速转动时的动应力计算 等加速直线运动： 惯性力 静荷载 动荷载 动荷系数 等速转动： L 横截面面积A 单位体积质量ρ x dx 设x处的惯性力集度为qg(x) 动应力与横截面面积无关 图示20a槽钢，以等加速下降，若在0.2s的时间内速度由1.8m/s降至0.6m/s，试求槽钢中最大弯曲正应力。已知L＝6m，b＝1m。 ＋ 例 题 II 1 ? 第三节 构件受冲击荷载作用时的动应力计算 （1）不考虑构件与冲击物接触后的回弹。 （2）不计冲击物的变形。 （4）不计冲击过程中的声,热,塑性变形等能量损耗，机械能守恒定律仍成立。 基本假定： （3）构件受作用而引起的应力瞬时遍及被冲击构件；且材料保持为线弹性。 机械能守恒定律的应用： 重物 设梁为一线性弹簧,刚度系数为k. 图示悬臂梁，A端固定，自由端B的上方有一重物自由落下，撞击到梁上。已知：梁材料为木材，E＝10GPa；梁长L＝2m，h=40mm，重量W＝1kN。求： 1.梁所受的冲击载荷； 2.梁横截面上的最大冲击正应力与最大冲击挠度。 例 题 II 2 ? （1）梁横截面上最大静应力和冲击处最大挠度 查表 （2）计算动荷系数 图示，一重W＝2kN的物体从h＝0.05m处自由下落，分别冲击在两杆件上。已知L＝1m，A1＝10×10－4m2，A2＝20×10－4m2，材料的弹性模量E＝2×105MPa，试分别求两杆的动应力。 例 题 II 1 ? 圆截面钢杆，直径d＝20mm，杆长L＝2m，重物W＝500N沿杆轴线从高度h处落下，如图示，已知［ σ ］＝160MPa。E=200GPa,试在下列两种情况下分别计算允许的冲击高度h（只考虑强度条件）（1）重物W自由落在小盘上；（2）小盘上放有弹簧，其弹簧常数K＝2kN/mm。 例 题 II 1 ? 图示钢梁ABC，在B处支座处受与梁同材料的两端铰支圆柱BD支承，当梁的自由端上方H＝0.1m处有自由下落的重物对梁冲击时，试问该结构能否正常工作？已知冲击物重P＝500N，梁、柱材料为A3钢，E＝2×105MPa，［σ］＝180MPa，梁的惯性矩I＝4×10－6m4，抗弯模量W＝5×10－5m3，柱的直径d＝80mm。 例 题 ? 如图所示，两根梁受重物冲击。一根支于刚性支座上，另一根支于弹簧常数C=0.001cm/N的弹簧上。已知l=3m，h=0.05m，G=1kN，钢梁的J=3400cm4，Wz=309cm3，E=200GPa，求两梁的最大冲击应力。 例 题 ? 本章作业 (II)6－2， (II)6－5， (II)6－8， (II)6－9， (II)6－13， 外力分析 内力分析 应力分析 最大应力 由强度理论得相当应力 强度条件 变形分析 临界力 稳定条件 刚度条件 复杂应力 单向应力