【材料力學(xué)課件】12-動應(yīng)力.pdf

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1、第十二章第十二章動應(yīng)力動應(yīng)力11ChapterTwelveChapterTwelveDynamicalStressDynamicalStress22背景材料背景材料44本章基本要求本章基本要求8812.112.1慣性荷載問題慣性荷載問題101012.212.2沖擊荷載問題沖擊荷載問題202012.312.3交變荷載問題交變荷載問題4242本章作業(yè)本章作業(yè)4747本章內(nèi)容小結(jié)本章內(nèi)容小結(jié)484833背背背景材料景景材材料料44556677本本本章基本要求章章基基本本要要求求了解動應(yīng)力的概念、分類及其特點。了解

2、動應(yīng)力的概念、分類及其特點。能熟練運用動靜法計算加速度已知的構(gòu)件的能熟練運用動靜法計算加速度已知的構(gòu)件的動應(yīng)力。動應(yīng)力。能熟練運用能量法計算承受沖擊荷載時構(gòu)件能熟練運用能量法計算承受沖擊荷載時構(gòu)件的動應(yīng)力。的動應(yīng)力。掌握疲勞極限的概念，了解影響疲勞極限的掌握疲勞極限的概念，了解影響疲勞極限的各種因素。掌握對稱循環(huán)荷載條件下構(gòu)件疲勞強各種因素。掌握對稱循環(huán)荷載條件下構(gòu)件疲勞強度的計算。度的計算。88動荷載動荷載(dynamicalload)(dynamicalload)的主要形式的主要形式FF慣性荷載慣性荷載

3、(inertiaload)(inertiaload)ttFF沖擊荷載沖擊荷載(shockload)(shockload)FFtt交交變荷載變荷載(alternatingload)(alternatingload)tt9912.112.1慣性荷載問題慣性荷載問題條件：條件：加速度已知加速度已知方法：方法：引入慣性力概念，用動靜法求解動應(yīng)力引入慣性力概念，用動靜法求解動應(yīng)力分析和討論分析和討論慣性力有哪些常見的形式？慣性力有哪些常見的形式？勻勻加速直線運動加速直線運動FF==mmaa??FF??mmaa==00

4、2222勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動FF==mrmrωω??FF??mrmrωω==00勻加速轉(zhuǎn)動勻加速轉(zhuǎn)動MM==JJεε??MM??JJεε==001010動腦又動腦又動腦又動筆動筆動筆重量為重量為PP的物體由橫截面積為的物體由橫截面積為AA的鋼繩吊的鋼繩吊著勻加速上升，加速度為著勻加速上升，加速度為aa，，求鋼繩中的動應(yīng)力。求鋼繩中的動應(yīng)力。FFFFFaFaFF??aa??,,((11++aa),),,,??11++??AAAAAgAgAA??gg??aaFσσd==KKdσσsddsKKdd動荷動荷動荷系數(shù)系數(shù)

5、系數(shù)(factorofdynamicalload)(factorofdynamicalload)11111212例例如圖的如圖的兩輪勻速地在地面滾動，求連桿橫截面上的最大兩輪勻速地在地面滾動，求連桿橫截面上的最大正應(yīng)力。正應(yīng)力。b=b=2828hh=56=56r=r=250250LLL=L=2m2mnn=300rpm=300rpmrrhhqq==AAρρgg==0.120.12kNkN//mmqqbbωωqq靜態(tài)問題靜態(tài)問題LL靜態(tài)最大正應(yīng)力出現(xiàn)在中截面上下邊沿靜態(tài)最大正應(yīng)力出現(xiàn)在中截面上下邊沿M22=Mm

6、axmaxqqststLL88σσststmaxmax=====44..1010MPaMPaW22Wbbhh661313動態(tài)問題動態(tài)問題連桿運動到下方時連桿運動到下方時動應(yīng)力最大動應(yīng)力最大向心加速度向心加速度2222??22nnππ??5522aann==rrωω==rr????==22..465465××1010mmmmss==2525..1515gg??6060??單位長度上的慣性力單位長度上的慣性力單位長度上的總荷載單位長度上的總荷載q=aann((ρρAALL))=???ρρgAgA???a=qaa

7、nnq=q+q=q???1+aann??qii==??ann=qststqdd=qstst+qii=qstst?1+??LL??gg??gg??gg??動態(tài)最大正應(yīng)力仍出現(xiàn)在中截面上下邊沿動態(tài)最大正應(yīng)力仍出現(xiàn)在中截面上下邊沿MM22?a?=ddmaxmaxqqddLL88?ann?σσdmax=====σσstmax??11++??==107107..22MPaMPadmaxW22stmaxWbbhh66??gg??14141515例例重量為重量為GG的運動員在單杠中央作大回環(huán)動作。運動員重心的運動員在單杠

8、中央作大回環(huán)動作。運動員重心與單杠的距離保持為與單杠的距離保持為HH，兩手間距為，兩手間距為aa，單杠兩支點的間距為，單杠兩支點的間距為LL，直徑為，直徑為dd。求運動員最上位、水平位和最下位時單杠中的最。求運動員最上位、水平位和最下位時單杠中的最大應(yīng)力。大應(yīng)力。分析分析單杠可簡化為如圖的受力模型。單杠可簡化為如圖的受力模型。先考慮靜態(tài)時的彎矩，再考慮動態(tài)時的彎矩。先考慮靜態(tài)時的彎矩，再考慮動態(tài)時的彎矩。在動態(tài)時