《材料力學(xué) 第2版》課件 第12章 動(dòng)載荷

1第十二章動(dòng)載荷§12.1概述§12.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算§12.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算§12.4沖擊韌度第十三章交變應(yīng)力2312.1概述一.什么叫動(dòng)載荷載荷靜載荷(a0)動(dòng)載荷a不可略構(gòu)件運(yùn)動(dòng)靜載動(dòng)載F=C0412.1概述二.動(dòng)、靜異同Ed=Est

相同點(diǎn)不同點(diǎn)害控制利應(yīng)用512-1概述三.動(dòng)荷類型1.a=C1

直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)3.振動(dòng)2.沖擊4.交變FdG6四.解法動(dòng)靜動(dòng)靜法能量法動(dòng)荷系數(shù)強(qiáng)度條件12.1概述712.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算根據(jù)達(dá)朗伯原理:一、動(dòng)靜法靜

慣性力動(dòng)8

一、等加速構(gòu)件的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算GaGaFI912.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算1.[

]--靜載中的許用應(yīng)力2.慣性力為分布力3.Kd適用于整個(gè)結(jié)構(gòu)注:1012.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算三.構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算離心慣性力DtFNdFNdd

1112.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算FNdFNd1212.2構(gòu)件有加速度時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度條件：臨界速度：FNdFNd注:1.增大截面不能降低

d2.限制轉(zhuǎn)速n或1312.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算沖擊物被沖擊物不計(jì)沖擊過(guò)程中的能量損失和塑性變形一.沖擊問(wèn)題及解決途徑當(dāng)￥?a?Dt0

不計(jì)質(zhì)量的彈性體被沖擊物—沖擊物—計(jì)質(zhì)量的剛體沖擊系統(tǒng)的能量守恒v1412.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算UdVTD=D+D又在線彈性范圍內(nèi)二.能量法解沖擊問(wèn)題沖擊物機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）減少被沖擊物彈性變形能增加vKd

動(dòng)荷系數(shù)15§12.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算FdFdT=0三.幾種沖擊問(wèn)題1、自由落體沖擊UdVTD=D+D

dhG令得：即：1612.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算自由落體沖擊時(shí)的動(dòng)荷系數(shù)Dst把沖擊物的重量當(dāng)作靜荷,沿沖擊方向加在沖擊點(diǎn)上,使被沖擊物的沖擊點(diǎn)沿沖擊方向產(chǎn)生的靜位移。Fd

dhG

stG1712.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算4.突加載荷,h=0,Kd=2３.重要問(wèn)題是理解

st

及計(jì)算。討論1.只要求是線彈性結(jié)構(gòu)。２.適用于整個(gè)結(jié)構(gòu)。1812.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算Fd2.水平?jīng)_擊DV=0UdVTD=D+D令則v1912.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算水平?jīng)_擊的動(dòng)載荷系數(shù)FdvGDst將重量G當(dāng)作靜荷,沿沖擊方向加在沖擊點(diǎn)上,使被沖擊物的沖擊點(diǎn)沿沖擊方向產(chǎn)生的靜位移。2012.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算3.具有水平初速度的有約束落體的沖擊問(wèn)題hv

d

st2112.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算1例1h、d、E、a已知:FQ、求：FQaaaMxMaaFQhFQaFQaFQaMxM2212.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算aaFQh2312.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算例2

已知l=3m,h=0.05m,G=1kN,I=3400cm4,W=309cm4

,E=200GPa,K=1kN/cm,討論剛、彈性支撐下二梁橫截面最大正應(yīng)力。2/l2/lh2/l2/lh分析：1.求

st

2412.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算2.求Kd3.求最大正應(yīng)力對(duì)彈簧支座梁對(duì)剛性支座梁25§12.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算彈性支撐可改善沖擊情況，減小2/l2/lh2/l2/lh相同2612.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算

例3討論等、變截面桿動(dòng)應(yīng)力結(jié)論:承受沖擊載荷的桿件盡量不要做成變截面桿。hlsA2A1A1（a）hlA2（b）2712.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算

例4如圖，EI=C,設(shè)

ql4=4hEI,G=ql

求：fDhlllqABDCG解：疊加法lllABDCGql2/2MGlllABDC1l/2M(1)2812.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算ql2/2MGMl1lllABDC1l/2MGlllABDC29lllqABDCql2/2MqlllABDC1Ml(2)(3)12.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算3012.3構(gòu)件受沖擊時(shí)的動(dòng)應(yīng)力計(jì)算四、提高構(gòu)件抗沖擊能力的措施1、不改變

st

下，提高

st，變彈性支撐，加墊。2、提高被沖擊物的體積短螺栓→長(zhǎng)螺栓（d不變）3.盡量避免采用變截面桿若需開(kāi)槽，盡量開(kāi)長(zhǎng)槽，對(duì)不開(kāi)槽處削弱面積，使其接近于等截面。使

st

不變下，增加

st。hlhl