页数：19页文件大小：155.2 KB来源： 工程力学ppt课件
本课件为工程力学课程的动载荷和交变应力部分，依次讲解构件作匀加速直线运动和匀速转动时的应、构件的疲劳极限和疲劳强度、动载荷和交变应力，配合图示与例题演算，帮助掌握基本概念、计算方法及其工程应用。
第十六章动载荷和交变应力
工程实际中的一些构件，由于加速提升或高速旋转而具有明显的加速度，这些构件承受动载荷的作用。
在解决构件受这些动载荷作用问题，只要在构件的每个质点上加上相应的惯性力，就可以按静力问题来分析。
§16-1构件作匀加速直线运动和匀速转动时的应力和强度计算单位体积的重量为，求离吊索下端为ｘ的横截面上的应力。
一、构件在作匀加速直线运动时的应力与强度计算起重机的吊索以匀加速度a提升重量为Ｗ的重物，设吊索的横截面面积为ＡaWx
aWxWagW+γAxγAxFNdgNd∑Fy=0F−W−γAx−W+γAxa=0ggNstNd=F(1+a)F=W+γAx+W+γAxa静载荷引起的内力动荷因数KdFNd=FNstKd
横截面上的动应力为dσKd=σstKd=FNd=FNstAA静应力横截面上的动应力等于静应力乘以动荷因数。
构件的强度条件≤[σ]σdmax=σstmaxKd[σ]--静载荷作用下的许用应力对于不同的动载荷问题，动荷因数不同。
二、构件作匀速转动时的应力与强度计算设飞轮以匀角速度转动，其平均直径为Ｄ，轮缘的横。
求轮缘横截面上截面面积为Ａ，材料的单位体积重量为的正应力。
将飞轮简化为一圆环，轮缘上各点的法向加速度为22ωDna=轮缘上惯性力的集度为22ggAγAγnda=Dωq=qd
OzθydθdqFNdFNd220221πAγ2DAγDsinθdθπqFdNd=1=∫0Dωsinθdθ=Dω22g24g∫轮缘横截面上的正应力为σd=γD2ω2=FNdA4g轮缘的强度条件[]γ22σd=4gDω≤σ静载的许用应力
§16-2构件的疲劳极限和疲劳强度一、交变应力和疲劳破坏工程中的某些构件，在工作时的应力是随时间的改变而按某种规律交替变化，这种应力称为交变应力。
Otσσmaxminσσmaxr=σmin交变应力的循环特征11r=1对称循环r≠1非对称循环在非对称循环中，若最小正应力为零，称为脉动循环。
实践表明，在交变应力作用下的构件，虽然所受应力小于材料的屈服极限，但经过应力多次循环后，构件也会突然断裂，而且即使塑性很好的材料，断裂时也没有显著的塑性变形，这种破坏现象称为疲劳破坏或疲劳失效。
疲劳破坏通常在构件工作中事先没有明显的征兆的情况下突然发生，往往会造成严重事故。
二、构件的疲劳极限及其测定试验发现：在交变应力作用下，构件内的最大应力若不超过某一极限值，则构件可经历无限次应力循环而不发生疲劳破坏，这个应力的极限值称为疲劳极限。
构件的疲劳极限与循环特征有关，以对称循环的疲劳极限σ−1最低。
因此，通常将σ−1作为材料在交变应力作用下的主要强度指标。
疲劳极限可由疲劳试验测定：依次降低试样的弯曲应力，记录不同应力下，试样断裂的循环次数，绘制疲劳曲线，即σ−N曲线。
σmax13σ−1N疲劳曲线各种材料的疲劳极限可从有关手册中查得。
三、构件的疲劳极限与疲劳强度构件的疲劳极限与材料的疲劳极限不同，它不仅与材料有关，还和构件的外形、尺寸、表面状况等因素有关。
思考：
本章小结：
构件作匀速转动时的应力与强度计算dσ=FNd=γD2ω2A4gσ=γD2ω2≤[σ]4gd交变应力和疲劳破坏σmaxr=σmin交变应力的循环特征
构件的疲劳极限及其测定构件的疲劳极限与疲劳强度构件外形的影响；构件尺寸的影响；表面加工质量的影响。
本章作业：
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