11动荷载交变应力 11.1概述 11.2构件等加速直线运动或等速转动时的动应力计算 11.3构件受冲击荷载作用时的动应力计算 11.4交变应力下材料的疲劳破坏·疲劳极限
11 动荷载 交变应力 11.1 概述 11.2 构件等加速直线运动或等速转动时的动应力计算 11.3 构件受冲击荷载作用时的动应力计算 11.4 交变应力下材料的疲劳破坏·疲劳极限
11.1概述 11.1.1基本概念 ●静荷载:荷载由零缓慢增加至最终值,然后保持不变。构件内各质点加速 度很小,可略去不计 ●动荷载: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。 例:起重机以等速度吊起重物,重物对吊索的作用为静荷载。 起重机以加速度吊起重物,重物对吊索的作用为动荷载。 旋转的飞轮、气锤的锤杆工作时、打桩均为动荷载作用。 ●动响应:构件在动载荷作用下产生的各种响应(如应力、应变、位移等)
11.1 概述 11.1.1 基本概念 ⚫ 静荷载：荷载由零缓慢增加至最终值，然后保持不变。构件内各质点加速 度很小，可略去不计。 ⚫ 动荷载：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。 例:起重机以等速度吊起重物，重物对吊索的作用为静荷载。 起重机以加速度吊起重物，重物对吊索的作用为动荷载。 旋转的飞轮、气锤的锤杆工作时、打桩均为动荷载作用。 ⚫ 动响应：构件在动载荷作用下产生的各种响应（如应力、应变、位移等）
11.12动载荷问题的分类及研究方法 动载荷问题的分类: (1)构件作等加速直线运动和等速转动时的动应力计算; (2)构件在受冲击和作强迫振动时的动应力计算; (3)构件在交变应力作用下的疲劳破坏和疲劳强度计算。 动载荷问题的研究方法: 实验表明:在静载荷下服从虎克定律的材料,只要应力不超过比例极限, 在动载荷下虎克定律仍成立且E静=E动。 本章将应用达朗贝尔原理和能量守恒定律,分析动载荷和动应力
11.1.2 动载荷问题的分类及研究方法 （1）构件作等加速直线运动和等速转动时的动应力计算； （2）构件在受冲击和作强迫振动时的动应力计算； （3）构件在交变应力作用下的疲劳破坏和疲劳强度计算。 实验表明：在静载荷下服从虎克定律的材料，只要应力不超过比例极限， 在动载荷下虎克定律仍成立且 E静 = E动 。 动载荷问题的分类： 动载荷问题的研究方法： 本章将应用达朗贝尔原理和能量守恒定律，分析动载荷和动应力
112构件作等加速直线运动或等速转动时的动应力 1121构件作等加速直线运动时的动应力 对于以等加速度作直线运动构件,只要确定其上各点的加速度a,就 可以应用达朗贝尔原理施加惯性力,然后,按照弹性静力学中的方法对构 件进行应力分析和强度与刚度计算。 如图所示,一起重机钢索以等加速度a提升一重物,重物的重量为G,不 计钢索的重量。求:钢索的动应力 解:1、动轴力的确定 M-G-F=0→F=G+F=G1+ FNd g 2、动应力的计算 d 1+ A A s/1+ g F
11.2 构件作等加速直线运动或等速转动时的动应力 11.2.1 构件作等加速直线运动时的动应力 对于以等加速度作直线运动构件，只要确定其上各点的加速度a ，就 可以应用达朗贝尔原理施加惯性力，然后，按照弹性静力学中的方法对构 件进行应力分析和强度与刚度计算。 a 如图所示，一起重机钢索以等加速度a 提升一重物，重物的重量为G，不 计钢索的重量。求：钢索的动应力。 解：1、动轴力的确定 I 0 F G F Nd − − = I 1 Nd a F G F G g = + = + 2、动应力的计算 1 1 Nd d st F G a a A A g g = = + = + G FNd a F I
说明:1、由此例题可知,动荷载下的应力计算是运用动静法,将其转化为静 荷载求得。 2、计算结果=01+。中,1+反映了在相应静荷载基础上动荷 g 载的效应,称动荷因数,用K表示,则 K d Nst st 3、强度计算 K []→>静载下的许用应力
Nd d d d Nst st st F K F = = = 说明：1、由此例题可知，动荷载下的应力计算是运用动静法，将其转化为静 荷载求得。 1 d st a g = + 1 a g 2、计算结果 中， + 反映了在相应静荷载基础上动荷 载的效应，称 动荷因数，用 Kd 表示，则 3、强度计算 d d st max = K →静载下的许用应力