第十、十一章动载荷交变应力案例.ppt

第十章 动载荷与交变应力 ;§10-1 动载荷概述;1. 构件有加速时的动应力问题；动静法;§10-2 动静法的应用; 例 10－1 一钢索起吊重物M（图a），以等加速度a提升。重物M的重量为P，钢索的横截面面积为A，不计钢索的重量。试求钢索横截面上的动应力sd 。;钢索横截面上的动应力为; 例 10－4 已知梁为16号工字钢，吊索横截面面积 A＝108 mm2,等加速度a =10 m/s2 ，不计钢索质量。求：1,吊索的动应力sd ; 2,梁的最大动应力sd, max 。;吊索的静应力;查表16号工字钢的弯曲截面系数为;三、等速转动时构件的动应力;x = 0 时，; 例 6－2 已知等角速度w，圆环的横截面面积为A，材料的密度为r。求圆环横截面上的正应力。;横截面上的正应力为; 例 6－3 直径d =100 mm的圆轴，右端有重量 P =0.6 kN,直径D=400 mm的飞轮，以均匀转速n =1 000 r/min旋转（图a）。在轴的左端施加制动力偶Md（图b），使其在t＝0.01s内停车。不计轴的质量。求轴内的最大切应力tdmax。; 解：由于轴在制动时产生角加速度a，使飞轮产生惯性力矩Md（图b）。设飞轮的转动惯量为I0 ，则Md=I0a ，其转向与a相反。轴的扭矩Td=Md 。;N·m·s2;§10-3 冲击问题;2. 不计被冲击物的质量，被冲击物的变形在线弹性范围内；;三、冲击问题的计算方程;( a );由 ， 得 ;小结：; 例10-5 图a，b所示简支梁均由20b号工字钢制成。E=210 GPa，P =2 kN，h=20 mm 。图b 中B支座弹簧的刚度系数 k =300 kN/m 。试分别求图a，b所示梁的最大正应力。（不计梁和弹簧的自重）;解：;动荷因数为;2. 图b; 例 10-8 已知AB梁的E,I,W。重物G的重量为P，水平速度为v。试求梁的sd,max 。;解得;六、提高杆件抗冲击力的措施;第十章 动载荷与交变应力 ;§10-4 冲击韧性;二、两端铰支的弯曲试样的冲击韧性（韧度）;脆性破坏;CH 11 交变应力; 力F和弯矩不随时间变化，但因轴以速度w旋转，使其横截面上任一点k到z轴的距离 为t 的函数，k点的正应力为; 曲线称为应力谱。应力重复变化一次的过程，称为一个应力循环。应力重复变化的次数 ，称为应力循环次数。; 例2 图a中，P 为电动机的重量，电动机以等角速度w 旋转，F0 为因电动机的偏心而产生的惯??力。作用在梁上的铅垂荷载为 ，F 称为交变荷载。 ;最小位移（wt=p/2）;随时间t的变化规律如图b所示。;3. 应力幅;smax =smin ; ——金属构件在长期交变应力作用下所发生的断裂破坏。;(1) 疲劳裂纹的形成; 试验表明：在同一循环特征下，交变应力中的smax越大,发生疲劳破坏所经历的循环次数N 越小，即疲劳寿命越短。反之smax越小，N 越大，疲劳寿命越长。经过无限次循环不发生疲劳破坏时的最大应力称为材料的疲劳极限。用sr表示，r代表循环特征。 sr与材料变形形式，循环特征有关，用疲劳试验测定。;; 铝合金等有色金属，其s － N曲线如图所示，它没有明显的水平部分，规定疲劳寿命N0＝5×106－107 时的最大应力值为条件疲劳极限，用 表示。;2.影响构件的疲劳极限的主要因素;第十一章 动载荷与交变应力 ;因此，对材料的疲劳极限进行修正得到构件的疲劳极限。 即;第十一章 动载荷与交变应力 ;第十一章 动载荷与交变应力