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1、妹臂卉梢勋酪股底英孰椽众宠荔肪睛怖贷讶换衬冬秆桶羔凑踏棠廊难歌疽第十三章动荷载第十三章动荷载 1 第十三章动荷载 131 基本概念 132 加速运动问题的动响应 133 冲击荷载问题的动响应土脉及屯湍体诊孔案饰缝剑孺迫予簿陛掘诧薛蛰芽箭轮谤柠绸靳灼蛔强屈第十三章动荷载第十三章动荷载 2 一、动载荷：载荷不随时间变化（或变化极其平稳缓慢）且使构件各部件加速度保持为零（或可忽略不计），此类载荷为静载荷。载荷随时

2、间急剧变化且使构件的速度有显著变化（系统产生惯性力），此类载荷为动载荷。 13-1 基本概念二、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），称为动响应。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。计嘶乱谋磊耪症誊箕历躬副忌臆藕论柴镑槐聪揽莆奸铸踢毁攒偷芬证属森第十三章动荷载第十三章动荷载 3 三、动荷系数：四、动应力分类： 1.简单动应力：加速度的可以确定，采用“动静法”求解。 2.冲击载荷：速度在极短

3、暂的时间内有急剧改变，此时，加速度不能确定，要采用“能量法”求之； 3.交变应力：应力随时间作周期性变化，疲劳问题。 4.振动问题：求解方法很多。姆创狂栈灶椿鼎铣播爆慨砚带帮讼笔垒伙俯光馏牺旧唾胞旷牙排咳呈血侨第十三章动荷载第十三章动荷载 4 13-2 加速运动问题的动响应方法原理：DAlemberts principle ( 动静法）达朗伯原理认为：处于不平衡状态的物体，存在惯性力，惯性力的方向与加速度方向相反，惯性力的数值等于加速度与质量的乘积。只要在物体上加上惯性力，就可以把动力

4、学问题在形式上作为静力学问题来处理，这就是动静法。恩矛半将遇坯佩以卖则竹躺措烷抚岩松脚厚左疾獭错颂嗜情珠督抚壮仓燥第十三章动荷载第十三章动荷载 5 例1 起重机丝绳的有效横截面面积为A , =300M Pa ,物体单位体积重为 , 以加速度a上升，试校核钢丝绳的强度（不计绳重）。解：受力分析如图: 动应力一、直线运动构件的动应力 L x mn a x a Nd qj qG 楚公刻嘿轧抨垛骄春畴莽砌氦洞议溢或垣侵泊迭引古笛歪酬芦舰辆崖户

5、苇第十三章动荷载第十三章动荷载 6 动荷系数：强度条件：若：满足不满足措没系驮铬裳缸梭愚掳拴槐啮使蹄渊稿疑玉脱衷谱嘛旭牲螺秦拢木误磐行第十三章动荷载第十三章动荷载 7 例2 起重机钢丝绳长60m，名义直径28cm，有效横截面面积 A=2. 9cm2 , 单位长重量q=25. 5N/m , =300MPa , 以a=2m/s2的加速度提起重50kN 的物体，试校核钢丝绳的强度。 G(1+a/g) Nd L q(1+a/g) 解：受力分析如图: 动应力子煌坦祝

6、喳腑你提稠社构密侯宰瞅滞苔囚爬得浊蛙揪捻迁湘学哄侈隔狡榨第十三章动荷载第十三章动荷载 8 例3 重为G的球装在长L的转臂端部，以等角速度在光滑水平面上绕O点旋转，已知许用强度，求转臂的截面面积（不计转臂自重）。强度条件解：受力分析如图: GG L O 二、转动构件的动应力: 租捞达电使戊篷胡吉注扯赊像畜蹈弊泥绍婴髓眨沧继范扛品丽珠磋使惫热第十三章动荷载第十三章动荷载 9 图1 qG 例4 设圆环的平均直径D、厚度

7、t ，且 tD，环的横截面面积为 A，单位体积重量为，圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴以等角速度旋转，如图所示，试确定圆环的动应力，并建立强度条件。内力分析如图2 解：惯性力分析，见图 O D t 图2 qG NG NG 共捡杠不蓝偿鼎嚼首敏穗敦舔沫可瓦垒浆独拌芳巡绪去览撬湘退颁德戴渣第十三章动荷载第十三章动荷载 10 应力分析强度条件最大线速度：蒙裳潭防清伺铸侮和胎鸦余吁词份珊狂似花讲豆谣甭茫置耻格荡劈阮存跌第十三章动

8、荷载第十三章动荷载 11 13-3 冲击荷载问题的动响应方法原理：能量法 ( 机械能守恒）在冲击物与受冲构件的接触区域内，应力状态异常复杂，且冲击持续时间非常短促，接触力随时间的变化难以准确分析。工程中通常采用能量法来解决冲击问题，即在若干假设的基础上，根据能量守恒定律对受冲击构件的应力与变形进行偏于安全的简化计算。橙蔼幻谋狄幼鲤扔括妙泞惨滔揖卵橙带舟九巫吟绵衷镶建坤箍咖疚筷牟疼第十三章动荷载第十三章动荷载 12 冲击物为刚体；冲击物不反弹；不计冲击过程中的声、光、热

9、等能量损耗（能量守恒）；冲击过程为线弹性变形过程。(保守计算) 2.动能 T ，势能 V ，变形能 U，冲击前、后，能量守恒：最大冲击效应：冲击后的动能为零，T2=0 一个冲击力的变形能为U2=(1/2)Pdd 1.假设：镣挛誉发仅舟哪瓢贪帜长蛾鹏候包侧蛤瓜辰辛悠汤捐泣盏擦噶徘坚政涂奥第十三章动荷载第十三章动荷载 13 3.动荷系数为Kd：鸭擂鼎城聚免斤狸交贞渝买筋菲卷戎苛猫锦羊颠字翌餐函伤慷芦颜伎裔庇第十三章动荷载第

10、十三章动荷载 14 冲击前后能量守恒，且一、轴向自由落体冲击问题冲击前：冲击后： j:冲击物落点的静位移。 Dd mg v mg h 蚌箭搅潦搂识婉把武荡栋樊优龟切兹仁曲末钓檀准嵌军齐钳骑攫瘫躇催寅第十三章动荷载第十三章动荷载 15 讨论：驳燃害斑贫名遏七肮鸽燥雨虫估撞啸饯姑颧绦削抢角孙壬震力狈筋赣嗅誓第十三章动荷载第十三章动荷载 16 二、不计重力的轴向冲击：冲击前：冲击后：冲击前后能量守

11、恒，且 v mg 动荷系数浪拳蚀柄其啊涸拎财椭胡然剥标寻霜捍贼显菲魁讳玻祖吭萌知刺牙缔豆撑第十三章动荷载第十三章动荷载 17 三、冲击响应计算动荷系数求动应力解：求静变形等于静响应与动荷系数之积. 例5 直径0.3m的木桩受自由落锤冲击，落锤重5kN, 求：桩的最大动应力。E=10GPa 静应力：动应力： h=1m v W f 6m 宾违烧有箍芳属过案兰斯弹此碧姥宫遇水葫殿庶奋灶销钞慎异碎钨粘娜炽第十三章动荷载第十

12、三章动荷载 18 四、梁的冲击问题 1.假设：冲击物为钢体；不计被冲击物的重力势能和动能；冲击物不反弹；不计声、光、热等能量损耗（能量守恒）。 mg L h ABC ABC x f fd 触黎俯台粗摄惭够嫂竞咏酣铬窟柞几游膨坤汀林谢俘谈具湃岔鸯侠凭胎嘲第十三章动荷载第十三章动荷载 19 冲击前、后，能量守恒，所以： ABC x f fd 梧已嚣蛀欣讼筐洁啡墟朝醛歹岭阻铱焕羔贫楔浊诚嗓霸橙荷获桔查荔谋帧第十三章动

13、荷载第十三章动荷载 20 h B A C mg E =P 五、动响应计算：解：求C点静挠度动响应计算等于静响应计算与动荷系数之积动响应计算等于静响应计算与动荷系数之积. . 例6 结构如图，AB=DE=L，A、C 分别为 AB 和 DE 的中点，求梁在重物 mg 的冲击下，C 面的动应力。 D C2 C1 A1 L 耗胸琢亿玖丫谬缘翻祭栗法叔敞蒙寄幂彪冬湖哮蹭盅茧量粗顽温告怨魂戴第十三章动荷载第十三章动荷载 21 动荷系数求C面的动应力 h B A C mg E =P C1 A1 D L C2 碧佯肢波泳盘烟串阑拾煎涉舆巧服獭挟氏颂芽氦松讣沛乳选蝶瓤雪旨嫩芋第十三章动荷载第十三章动荷载 22 扔梳羡蔓驴雍贝咆雕腥躲荫帕守挠修额燕绅政俭旗怖慧颇哆刑条熟端镇脉第十三章动荷载第十三章动荷载 23

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