中国矿业大学力学系：《材料力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十四章 动载荷 交变应力的概念

第十四章动载荷交变应力的概念 s14-1概述 静载荷:载荷由零缓慢增加至最终值,然后保 持不变。这时,构件内各点的加速度很小,可 以忽略不计。 在动载荷作用下,构件内部各点均有加速度 构件中因动载荷而引起的应力称为动应力。 实验证明,在动载荷作用下,如构件的应力不 超过比例极限,胡克定律仍然适用

第十四章 动载荷 交变应力的概念 实验证明，在动载荷作用下，如构件的应力不 超过比例极限，胡克定律仍然适用。 构件中因动载荷而引起的应力称为动应力。 §14-1 概述 静载荷：载荷由零缓慢增加至最终值，然后保 持不变。这时，构件内各点的加速度很小，可 以忽略不计。 在动载荷作用下，构件内部各点均有加速度

§14-2构件作等加速直线运动或 匀速转动时的应力计算 构件作等加速度直线运动时的应力计算 以矿井升降机以等加速度a起吊一吊笼为例

§14-2 构件作等加速直线运动或 匀速转动时的应力计算 一、构件作等加速度直线运动时的应力计算 以矿井升降机以等加速度a起吊一吊笼为例

吊笼重量为Q;钢索横截面面 积为A,单位体积的重量为y。求 吊索任意截面上的应力。 CL14TU

吊笼重量为Q；钢索横截面面 积为A，单位体积的重量为 。求 吊索任意截面上的应力。  CL14TU1

st d r Ax Ax

Nst Nd  Ax   Ax Ax g + a Q Q g Q + a

y Ax ax Q a++=a (0+y ax)+(2+r Ax) =(Q+4x)1+2=M1+ 引入记号Ka=1+动荷系数 st

N Ax Ax g a Q Q g d =  + + + a  动荷系数 = (Q + Ax) + (Q + Ax) a g   = ( + ) +      Q Ax  a g  1 = +      N  a g st 1 引入记号 K a g d = 1+ 则 Nd = Kd Nst  ，  d = Kd  st 

二、构件作等速转动时的应力计算 薄壁圆环,平均直径为D,横截面面积为 A,材料单位体积的重量为γ,以匀角速度O 转动。 C CL14TU2

二、构件作等速转动时的应力计算 薄壁圆环，平均直径为D，横截面面积为 A，材料单位体积的重量为γ，以匀角速度ω 转动。  CL14TU2

Ay da Ay D qd E 2g n,=qad Ar D2 02 D 2 4g g

q A g D A D g d = =     2 2 2 2 Nd Nd N q D d d = 2  d Nd A = = A D g   2 2 4 =  D  g 2 2 4 =  v g 2

强度条件:a4=y≤[a] 从上式可以看出,环内应力仅与γ和v有 关,而与A无关。所以,要保证圆环的强度, 应限制圆环的速度。增加截面面积A,并不能 改善圆环的强度

强度条件：  d  v g =  2 [ ] 从上式可以看出，环内应力仅与γ和v有 关，而与A无关。所以，要保证圆环的强度， 应限制圆环的速度。增加截面面积A，并不能 改善圆环的强度

§14-3冲击应力计算 CL14TU5

§14-3 冲击应力计算 CL14TU5

冲击时,冲击物在极短的时 间间隔内速度发生很大的变化, 其加速度a很难测出,无法计算 惯性力,故无法使用动静法。在 实用计算中,一般采用能量法 现考虑重为Q的重物从距弹 簧顶端为h处自由下落,在计算 时作如下假设: CL14T

冲击时，冲击物在极短的时 间间隔内速度发生很大的变化， 其加速度a很难测出，无法计算 惯性力，故无法使用动静法。在 实用计算中，一般采用能量法。 CL14TU6 现考虑重为Q的重物从距弹 簧顶端为 h 处自由下落，在计算 时作如下假设: