第十二章动载荷 ▣概述 ▣惯性力问题 ▣冲击应力与变形 ▣提高构件动强度的措施 ▣ *冲击韧度 西半氕通大率 航天航空学院一力学中心 XIAN JIAOTONG UNIVERSITY
第十二章 动载荷 概述 惯性力问题 冲击应力与变形 提高构件动强度的措施 *冲击韧度 航天航空学院--力学中心
12-1概述 静载荷：载荷由零缓慢增加，到达某值后保持不变； (Static loading) 动载荷：引起构件加速度的载荷或冲击载荷； (Dynamic loading) 动变形和动应力：在动载荷下产生的变形和应力； 惯性力问题：已知加速度 冲击问题：未知加速度（能量守衡） 动载荷问题分类： 疲劳问题：持续变化的载荷作用 振动问题：（不涉及） 研究基本假设：动载荷作用下，应力、应变保持线性关系
12-1 概述 静载荷： (Static loading) 动载荷： (Dynamic loading) 动变形和动应力： 研究基本假设：动载荷作用下，应力、应变保持线性关系。 载荷由零缓慢增加，到达某值后保持不变； 引起构件加速度的载荷或冲击载荷； 在动载荷下产生的变形和应力； 动载荷问题分类： 惯性力问题：已知加速度 冲击问题：未知加速度（能量守衡） 疲劳问题：持续变化的载荷作用 振动问题：（不涉及）
12-2， 惯性力问题 Fxd 一、匀加速度直线运动时的应力 静内力：FNs1=Q 静应力：O1= A A Ol 静变形：△ EA EA 动内力：Ra=Q+ma=o+ a may 8 =(1+a/g)O=KaFNs Kd=1+a/g 动应力：od= A 8 动荷因数 EA 81 EA
一、匀加速度直线运动时的应力 N d d F A K d 1 a g 动荷因数 FN d Q ma a g Q Q ( 1 a g ) Q FNst Q Nst st F Q A A Nst st F l Ql EA EA 静内力： 静应力： 静变形： 动内力： 动应力： 动变形： K Fd st N N d d F l EA 12-2 惯性力问题 (1 ) d st a Q K g A N (1 ) st d st a F l K g EA FN st Q FN d Q a ma
12-2 惯性力问题 Kd d 动荷因数：动内力与静内力之比； 动应力与静应力之比： 动变形与静变形之比。 由于构件在静载荷作用下的内力、应力和变形的计 算已经掌握，所以在此基础上计算出动荷因数，就可以 求解动内力、动应力和动变形了。所以，解决动载荷问 题的关键是确定动荷因数
12-2 惯性力问题 动荷因数：动内力与静内力之比； 动应力与静应力之比； 动变形与静变形之比。 N N ddd d st st st F K F 由于构件在静载荷作用下的内力、应力和变形的计 算已经掌握，所以在此基础上计算出动荷因数，就可以 求解动内力、动应力和动变形了。所以，解决动载荷问 题的关键是确定动荷因数
12-2 惯性力问题 二、匀角速转动时的应力 现研究一个以匀角速度0绕中心旋转的 圆环，其平均直径为D,截面面积为A, 材料单位体积的重量为？： ds微段上的离心惯性力集度： dFa dm·an 二 ds ds Adsy/g .Do? AyDo ds 2 2g 横截面动内力： Ay D2o2 2 Ag 横截面动应力： YD202 注意：轮缘横截面上的应力与面积无 od= FNd 关，所以增加横截面面积无助于飞轮 A 4g 强度的提高！
q d 二、匀角速转动时的应力 12-2 惯性力问题 d d dF q ds 2 2 N 2 4 d d q D A D F g 2 2 N 4 d d F D A g 现研究一个以匀角速度 绕中心旋转的 圆环，其平均直径为 D，截面面积为A ， 材料单位体积的重量为 γ ： 注意：轮缘横截面上的应力与面积无 关，所以增加横截面面积无助于飞轮 强度的提高！ 2 / 2 Ads g D ds dm a n ds 2 2 A D g d s微段上的离心惯性力集度 ： 横截面动内力： 横截面动应力： q d FN d FN d