动载荷是什么(动载荷的计算公式)
导语:动载荷介绍
动载荷介绍
1. 动载荷:使构件产生明显的加速度的载荷或随时间变化的载荷。
2. 动载荷分类:惯性载荷;冲击载荷;振动载荷;交变载荷。
3. 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)。
4. 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。
5. 惯性载荷作用下的动应力和动变形
一、构件作等速直线运动时的动应力与动变形
此类问题的特点:加速度保持不变或加速度数值保持不变,即角速度w = 0 ,解决此类问题的方法:牛顿第二定律;动静法(达朗伯原理)。
达朗伯原理的回顾:用静力学的方法求解动力学的问题。虚拟的“惯性力” 。
惯性力与主动力、约束力共同构成“平衡力系”,通过静力学平衡方程求解未知力。
6. 构件受冲击时的应力和变形
当运动物体(冲击物)以一定的速度作用在静止构件(被冲击物)上时,被冲击物体将受到很大的作用力(冲击载荷),这种现象称为冲击。此类问题在工程中非常常见,比如 :打桩、锻打工件、凿孔、高速转动飞轮制动等。
7. 冲击问题的特点:构件受到外力作用的时间很短,冲击物的速度在很短的时间内发生很大的变化,甚至降为0,冲击物得到一个很大的负加速度。
8. 解决冲击问题的方法:近似但偏于安全的方法--能量法 。
采用能量法处理冲击问题的基本假设:
1) 除机械能外,所有其它的能量损失(塑性变形能、热能)等均忽略不计;
2) 冲击过程中,结构保持线弹性范围内,即力与变形成正比;
3) 假定冲击物为刚体,只考虑其机械能,不计变形能;
4) 假定被冲击物为弹性体,只考虑其变形能,不考虑其机械能。
9. 如何提高构件的抗冲击能力:
1) 降低构件刚度。(在被冲击构件上增加缓冲装置,比如缓冲弹簧,弹性垫圈,弹性支座);
2) 避免构件局部削弱;
3) 增大构件体积。
10. 冲击韧度
材料在冲击载荷作用下,虽然其变形和破坏过程仍可以分为弹性变形、塑性变形和断裂破坏几个阶段,但其力学性能和静载荷时有明显的差异,主要表现为:屈服点有较大的提高但是塑性明显下降,材料产生明显的脆性倾向。
为了衡量材料抵抗冲击的能力,工程上提出了冲击韧度的概念,由冲击试验确定。
冲击韧度越大,表明材料抵抗冲击能力越强 。它是强度和塑性的综合表现,是材料的力学性能指标之一。
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