浙江大学：《材料力学》课程PPT教学课件（教案讲稿）第十章 动荷载 Dynamic Load

第章司敢 Chapter 103 By (stee Load

Chapter 10 Dynamic Load

动蹴, ynamic Loading 第十章动载荷( Dynamic loading) F10-1概述( Instruction) 10-2动静法的应用 (The application for method of dynamic equilibrium) D10-3构件受冲击时的应力和变形( Stress and deformation by impact loading 2021/2/24

(Dynamic Loading) 2021/2/24 第十章 动载荷(Dynamic loading) §10-1 概述 (Instruction) §10-2 动静法的应用 (The application for method of dynamic equilibrium) §10-3 构件受冲击时的应力和变形（Stress and deformation by impact loading)

动蹴, ynamic Loading §10-1概述( Instruction) 、基本概念( Basic concepts) 1、静荷载( Static load) 荷载由零缓慢增长至最终值,然后保持不变构件内各质点加 速度很小,可略去不计 2、动荷载( Dynamic load) 荷载作用过程中随时间快速变化或其本身不稳定(包括大 小、方向),构件内各质点加速度较大

(Dynamic Loading) 1、静荷载（Static load） 荷载由零缓慢增长至最终值,然后保持不变.构件内各质点加 速度很小,可略去不计. §10-1 概述（Instruction） 2、动荷载 （Dynamic load） 荷载作用过程中随时间快速变化,或其本身不稳定（包括大 小、方向）,构件内各质点加速度较大. 一、基本概念 （Basic concepts）

动蹴, ynamic Loading 二、动响应( Dynamic response 构件在动载荷作用下产生的各种响应(如应力、应变、位 移等),称为动响应( dynamic response 实验表明在静载荷下服从胡克定律的材料,只要应力不超过 比例极限在动载荷下胡克定律仍成立且E静=E动 、动荷因数( Dynamic factor) 动响应 动荷因数静响应 四、动荷载的分类( Classification of dynamic load) 1.惯性力( Inertia force)3.振动问题(Ⅴ ibration problem) 2冲击荷载( Impact load)4.交变应力( Alternate stress)

(Dynamic Loading) 二、动响应 （Dynamic response） 构件在动载荷作用下产生的各种响应（如应力、应变、位 移等）,称为动响应（dynamic response）. 三、动荷因数 （Dynamic factor） 四、动荷载的分类 （Classification of dynamic load） 1.惯性力（Inertia force） 2.冲击荷载（Impact load） 3.振动问题（Vibration problem） 4.交变应力（Alternate stress） 动荷因数Kd = 动响应 静响应 实验表明 在静载荷下服从胡克定律的材料,只要应力不超过 比例极限,在动载荷下胡克定律仍成立且E静=E动

动蹴, ynamic Loading 510-2动静法的应用 (The application for method of dynamic equilibrium) 达朗伯原理( D'Alembert' s Principle):达朗伯原理认为处 于不平衡状态的物体,存在惯性力,惯性力的方向与加速度方向相 反,惯性力的数值等于加速度与质量的乘积只要在物体上加上惯 性力就可以把动力学问题在形式上作为静力学问题来处理,这就 是动静法( Method of kineto static 惯性力( Inertia force):大小等于质点的质量m与加速度a 的乘积方向与a的方向相反,即F=-ma

(Dynamic Loading) 达朗伯原理（D’Alembert’s Principle）: 达朗伯原理认为处 于不平衡状态的物体,存在惯性力,惯性力的方向与加速度方向相 反,惯性力的数值等于加速度与质量的乘积.只要在物体上加上惯 性力,就可以把动力学问题在形式上作为静力学问题来处理,这就 是动静法 （Method of kineto static）. §10-2 动静法的应用 （The application for method of dynamic equilibrium） 惯性力（Inertia force）: 大小等于质点的质量m与加速度a 的乘积,方向与a 的方向相反,即F= -ma

动蹴, ynamic Loading 直线运动构件的动应力( Dynamic stress of the body in the straight-line motion) 例题1一起重机绳索以加速度a提升 一重为P的物体设绳索的横截面面积为 A绳索单位体积的质量a求距绳索下端为 x处的mm截面上的应力

(Dynamic Loading) 例题1 一起重机绳索以加速度a 提升 一重为 P 的物体,设绳索的横截面面积为 A,绳索单位体积的质量r,求距绳索下端为 x 处的 m-m 截面上的应力. P a x m m 一、直线运动构件的动应力（Dynamic stress of the body in the straight-line motion）

动蹴, ynamic Loading) pAy 绳索的重力集度为p4y 物体的惯性力为a g 绳索每单位长度的惯性力pAa

(Dynamic Loading) P a x m m P a rAg P a 物体的惯性力为 a g P 绳索每单位长度的惯性力rAa 绳索的重力集度为 rAg a g P rAa

动蹴, ynamic Loading FN=P+pAge Nst F Nd FNd=(1+ )(P+ pAge) fa=kd Nst pAg+pAa 绳索中的动应力为 nd=kd Nst=nd P P+-a a为静荷载下绳索中的静应力 强度条件为oa=K4stS|ol

(Dynamic Loading) FNst 绳索中的动应力为 st为静荷载下绳索中的静应力 (1 )( ) Nd P Agx g a F = + + r F = P + rAgx Nst FNd = KdFNst d st Nst d Nd  d K  A F K A F = = = 强度条件为 [ ]  d = Kd st   x m m P rAg x m m r r Ag Aa + a g P P + FNd

动蹴, ynamic Loading △表示动变形 F △表示静变形 当材料中的应力不超过比p4g 例极限时荷载与变形成正比 K dAst P+-a 结论:只要将静载下的应力,变形,乘以动荷系数K即得动载 下的应力与变形

(Dynamic Loading) 当材料中的应力不超过比 例极限时荷载与变形成正比 △d表示动变形 △st表示静变形 d = Kdst 结论:只要将静载下的应力,变形,乘以动荷系数Kd即得动载 下的应力与变形. x m m rAg rAg + rAa a g P P + P FNst FNd

动蹴, ynamic Loading 例题2起重机丝绳的有效横截面面积为A,|d=300MPa,物体单 位体积的质量以加速度a上升,试校核钢丝绳的强度 解:(1)受力分析如图 惯性力qG=Pa Fd=(4t+9)x=p4g1× g (2)动应力 F m in 427× qst 动荷因数ka=1+ 强度条件 F= K,O≤|al

(Dynamic Loading) 例题2 起重机丝绳的有效横截面面积为A, [] =300MPa, 物体单 位体积的质量r, 以加速度a上升,试校核钢丝绳的强度. 解:（1）受力分析如图 （2）动应力 l x m n a x a FNd qst qG 惯性力 ( ) (1 ) Nd st g a F q q x Agx = + G = r + (1 ) Nd d g a x A F  = = r + qG = rAa 动荷因数 强度条件 [ ]  dmax = Kd stmax   g a Kd = 1 +