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材料力学 第十四章：动荷载·交变应力
* 15 动荷载·交变应力 一、概 述 静荷载——荷载从零缓慢地增加到终值。 动荷载 随时间作急剧变化的荷载（使 ） 作加速运动系统中构件的惯性力。 缓慢：在加载过程中，构件各点的加速度趋于零，可以忽略不计；即构件各部分始终处于静力平衡状态。 静载——静平衡状态 动载——不平衡状态 实验表明：只要动应力不超过静载下的比例极限，胡克定律仍适用，且弹性模量不变。 动荷载下的应力和变形计算仍采用静载下的计算公式，但是需要做相应的修正，以考虑动荷载的效应。 若构件内应力随时间作交替变化，则称为交变应力。 疲劳破坏——应力远低于屈服强度，无明显塑性变形，骤然断裂。 二、考虑惯性力时构件的应力计算 动载与静载的区别：一个处于不平衡，一个处于平衡。 思路：将不平衡转化为平衡，则可以用静载的方法，解决动载问题。 方法：动静法：除外荷载外，再在构件各点加上惯性力（此时构件处于形式上的平衡），然后按求解静载问题的程序，求解构件的动应力。 例1 如图所示柱状杆以等加速度 a 向上运动。F 力通过截面形心，杆长为 l，横截面面积为 A，单位体积的重量为 ，试求杆的动应力。 解： （1）荷载分析 dx a l x F 取杆中任意微段 dx，如图： （ ） 重力： 集度： 惯性力： （ ） 集度： 总荷载： （ ） （2）内力分析 截面法求内力： （3）横截面的应力： 当 a=0 时，杆横截面上的应力即为静应力。 令： 称为动荷系数。 而： x 这里： 强度条件： ：静载下的许用应力。 * 15
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