§1动载荷概念和工程实例第一节动载荷概念和工程实例例如:旋转的飞轮突然刹车,轴受动荷载作用。上海世博会场馆建设中心的锤击打桩.5678910（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。第二节惯性力问题最大动应力3、强度计算例、试确定图所示起重机吊索所需的横截面面积A。已知提升物体的重量P＝40kN，上升时的最大加速度α＝5m/s2，绳索的许用拉应力[]＝80MPa。设绳索的质量相对于物体的质量来说很小，可以忽略不计。三、计算物体静止时，绳索所需的横截面积例长度l=12m的16号工字钢，用横截面面积为A=108mm2的钢索起吊，如图a所示，并以等加速度a=10m/s2上升。若只考虑工字钢的重量而不计吊索自重，试求吊索的动应力，以及工字钢在危险点的动应力d,max引入动荷因数同理，工字钢危险截面上危险点处的动应力二、构件作等速转动时的动应力例重为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）。解：（1）计算杆内最大应力b.取脱离体图，x处的内力为：（2）计算杆件的伸长例:直径d=100mm的钢轴上装有转动惯量J=0.5N*m*s2的飞轮(如图示),轴的转速=200rpm,G=80GPa，制动器与飞轮的距离l=1m。试求：当突然制动时,轴内最大切应力。例圆轴AB上作用有两个偏心载荷P，假定偏心载荷的质量集中于轴的对称面，并作用在跨长的三等分处设轴以等角速度ω旋转。求（1）试绘轴的内力图；（2）若CD、EF杆材料的容许应力[σ]为已知，截面积为A，试根据杆件的强度条件确定所容许的最大角速度ωmax。三、计算ωmax。当CD、EF两杆位于铅直平面内时，CD杆中有最大轴力第三节构件受冲击荷载作用时的动应力1、自由落体冲击动荷系数——例：图示矩形截面梁，抗弯刚度为EI，一重为F的重物从距梁顶面h处自由落下，冲击到梁的跨中截面上。求：梁受冲击时的最大应力和最大挠度。若A、B支座换成刚度为C的弹簧例已知：d1=0.3m,l=6m,P=5kN,E1=10GPa,求两种情况的动应力。（1）H=1m自由下落；（2）H=1m,橡皮垫d2=0.15m,h=20mm,E2=8MPa.(2)加橡皮垫d2=0.15m,h=20mm,E2=8MPa.例已知：P=2.88kN,H=6cm;梁：E=100GPa,I=100cm4,l=1m。柱：E1=72GPa,I1=6.25cm4,A1=1cm2,a=1m,λP=62.8,nst=3,σcr=373-2.15λ。试校核柱的稳定性。（2）柱的稳定性校核例结构如图所示。已知：,a＝2m。重物P若从高度H＝0.1m处自由落下冲击AB梁的跨中时，试求A截面的转角和C截面的挠度。（2）动荷系数例：刚度为EI的梁受重为Q的重物从高度H处自由下落冲击。现将刚度的弹簧放置成图（a）、（b）所示。试求：①两种情况的最大正应力之比，②最大位移之比。B点的静位移为：２、水平冲击：动荷系数为例（1）重P=2kN的重物以的速度v=m/s水平冲击在长度为l=2m的杆端（见图a）；(2)如将刚度k=100kN/m的弹簧装在杆端（见图b）同样受到上述的水平冲击；(3)重物水平冲击在杆的中部（见图c）。试求三种情况下，杆内最大正应力（）。（2）图b所示杆内的最大正应力3、图c所示杆内的最大正应力例:试校核如图所示的梁在承受水平冲击载荷作用时的强度。已知：冲击物的重量P＝500kN，冲向梁时的速度v＝0.35m/s，冲击载荷作用在梁的中点处，梁的抗弯截面模量W＝10×10－3m3，截面对中性轴的惯性矩I＝5×10－3m4，弹性模量E＝200GPa，许用应力[σ]＝160MPa。A3、起吊重物时的冲击根据冲击前和冲击后的能量守恒可知例：如已知：P=25kN,v=1m/s,l=20m,A=4.14cm2,E=170GPa,试求钢索受到的冲击荷载和动应力。工程上常利用冲击进行锻造、冲压、打桩以及粉碎等，这时就需要尽量降低冲击应力，以提高构件抗冲击的能力。增大静位移Dst的具体措施如：在某些情况下，改变受冲击杆件的尺寸，也可以收到增加静位移以降低动应力的效果。例如在图中，①杆为变截面杆，②杆为等截面杆，因为，所以①杆的体积比②杆的体积大。但①杆的动应力不仅不比②杆的动应力小，而且还要大。第五节材料的动力强度和冲击韧度冲击韧度是在冲击试验机上测定的，通常做的是冲击弯曲试验。59