材料力学第十四章-动载荷.ppt

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1、赠赠 言言其次致曲，曲能有诚，诚则形，形则著，著则明，明其次致曲，曲能有诚，诚则形，形则著，著则明，明则动，动则变，变则化，唯天下至诚为能化。则动，动则变，变则化，唯天下至诚为能化。子思子思中庸中庸其次：指次于圣人的贤人；其次：指次于圣人的贤人；致：推致；致：推致；形：显形；形：显形；著：显著；著：显著；明：鲜明；明：鲜明；变：变动；变：变动；化：运化化：运化理解理解：贤人从一个方面的细微处推究，细微处也有真诚贤人从一个方面的细微处推究，细微处也有真诚境界，真诚就能显形道理，显形到致显著，显著导致境界，真诚就能显形道理，显形到致显著，显著导致鲜明，鲜明导致变动，变动导致运化，天下唯有至诚鲜明，

2、鲜明导致变动，变动导致运化，天下唯有至诚才能运化事物。才能运化事物。说明从至诚之意达到认识事物，乃至运化事物的说明从至诚之意达到认识事物，乃至运化事物的境界。境界。学习与研究的道理也是这样。学习与研究的道理也是这样。两个问题：等加速度运动 构件的应力计算冲击载荷下构件的应力和变形计算第十四章 动载荷Dynamic Loads构件或结构在载荷（外力，外因）作用构件或结构在载荷（外力，外因）作用下会抵抗（产生内力，内因）下会抵抗（产生内力，内因）以前我们研究的载荷是静，现在是动以前我们研究的载荷是静，现在是动相应地，外因：静载荷相应地，外因：静载荷动载荷动载荷静载荷：静载荷：有零缓慢增加至某个值，

3、然后有零缓慢增加至某个值，然后不再变化。不再变化。动载荷：动载荷：有加速度时，由惯性力引起的有加速度时，由惯性力引起的载荷和其它载荷的总和。载荷和其它载荷的总和。动载荷的特点P千分表移动载荷移动载荷测量方案测量方案移动静载荷，不是动载荷加速提升旋转的圆盘冲击共同特点：加速度一、构件做等加速直线运动一、构件做等加速直线运动图示梁上有一个吊车，图示梁上有一个吊车，现在问现在问5个问题个问题1.物体离开地面，静止地由绳索吊挂物体离开地面，静止地由绳索吊挂2.物体匀速地向上提升物体匀速地向上提升3.物体以加速度物体以加速度a向上提升向上提升4.物体匀速地向上提升中改为以加速物体匀速地向上提升中改为以加

4、速度度a匀减速匀减速5.物体以匀速向下中改为以加速度物体以匀速向下中改为以加速度a匀匀减速减速求这求这5种情况下的绳索与梁应力种情况下的绳索与梁应力14-1 直线运动的动载和转动动载1.物体离开地面，静止地由绳索吊挂物体离开地面，静止地由绳索吊挂绳子：与第一个问题等价2.物体匀速地向上提升?或者说，按达郎伯原理（动静法）：质点上所有力同惯性力形成平衡。惯性力大小为ma，方向与加速度a相反按牛顿第二定律3.物体以加速度a向上提升梁的应力为梁的应力为绳子动载应力绳子动载应力(动载荷下应力动载荷下应力)为：为：动应力4.物体匀速地向上提升中 改为以加速度a匀减速5.物体以匀速向下中改为以加速度物体以

5、匀速向下中改为以加速度a匀减速匀减速二、构件作圆周运动二、构件作圆周运动一个小球放在旋转一个小球放在旋转盘子中间，停不住，盘子中间，停不住，要向边缘走要向边缘走手握绳子旋转一个手握绳子旋转一个石块，会感觉到绳石块，会感觉到绳子有拉力子有拉力小试验匀速转动向心加速度向心加速度圆环圆盘匀速转动匀速直线，没有动载（没有加速度）；但是匀匀速直线，没有动载（没有加速度）；但是匀速转动则不然，存在向心加速度，速转动则不然，存在向心加速度，圆环、圆盘受动载圆环、圆盘受动载用达朗伯原理解释，有一个与向心加速度相反方向的用达朗伯原理解释，有一个与向心加速度相反方向的惯性力。惯性力。匀速转动圆环的应力计算匀速转动

6、匀速转动 横截面积横截面积A等效静载问题模仿压力容器问题计算方法，容易计算圆环中应力为：与A无关。14-2 冲击载荷下应力和变形的计算冲击（impact）:由于被冲击物的阻碍，使得冲击物的速度在极短时间内发生改变。冲击载荷：被冲击物所承受的载荷现实生活中，有很多冲击的例子When the collar strikes the flange,the bar begins to elongate,creating axial stresses and strains within the bar.In a very short interval of time,usually only a few

7、 milliseconds,the flange will move downward and reach its position of maximum displacement.Thereafter,the bar shortens,then lengthens,then shortens again as the bar vibrates longitudinally and the end of the bar moves up and down.The vibrations of the bar soon cease because of various damping effect

8、s,and then the bar comes to rest with the mass P supported on the flange.冲击的特点冲击的特点加速度不好计算加速度不好计算能量转换复杂能量转换复杂放弃动静法，同时假设放弃动静法，同时假设：冲击物为刚体冲击物为刚体忽略被冲击物质量忽略被冲击物质量冲击过程中，冲击物的能量冲击过程中，冲击物的能量完全转变为杆的变形位能。完全转变为杆的变形位能。重物P的势能完全转化为杆的变形位能解出：思考：继续推导，会得到什么结果？几种特别冲击形式下的动荷系数：等速下降时,突然刹车水平冲击突加载荷例题300mmP=5kN6m1m计算：1.木柱最大正应力？2.在木柱上端垫20mm的橡皮，木柱最大正应力为多少？解：（1）不垫橡皮（2）垫橡皮例题14.2，P43014-3 提高构件抗冲击能力的措施减小构件刚度增大构件体积本章小结本章小结动载荷动载荷动荷系数法动荷系数法习题：习题：14.9