工程力学之变形固体的几个动力失效问题PPT

1、第二十四章 变形固体的几个动力失效问题 已学:静载荷下的强度、刚度、稳定性计算。 初载荷下如何进行计算？ 24.1 概述 24.2 惯性力问题 24.3 冲击问题 （重点） 24.4 交变应力问题静载荷： 从0开始，缓慢增加到某一值后就保 持不变。 241 概述动应力：构件中因动载荷引起的应力称动荷 应力简称动应力用 表示动载荷：构件在载荷作用下处于运动状态，其 内各点的速度发生显著的变化，或载 荷随时间变化* 同静载的地方：实验表明：只要 ，胡克定律仍成立，E也不变。 * 不同静载的地方：1 2材料的强度指标有可能发生变化，要注意。 * 本章研究 1惯性力问题 2冲击力问题 （重点） 3交变

2、应力问题 242惯性力问题处理方法：构件或其上部件作匀加速直线运 动或匀速转动时，再将其做静载 处理不行.可以根据达朗贝尔原理， 把相应均惯性力加在构件上，这 样就把动力学问题在形式上作为 静力学问题来处理强度指标：对于惯性力问题，材料性能的变 化可以忽略不计在进行强度计算时，可以采用静强度指标.24.2.1 构件作匀加速直线运动若杆以加速度 a向上提升，每单位长度的重量为 ，是横截面面积相应的惯性力为 ，方向向下受力分析静载动载：加速度为a上升现： 强度条件： ：静载时的许用应力。 24.2.2 构件作匀速转动（或匀加速转动） 以匀角速 旋转的飞轮，可忽略轮辐视为薄圆环：平均直径： Dt（厚

3、度），设圆环横截面积为A，材料密度为 ，求动应力（不计自重） 1若不旋转，则无应力。因 产生的动应力与法向 相反， 为沿圆环轴线均匀分布的惯性力集度。2内力，应力 取上半部研究 (t标准试件时 ，但当轴向拉压时，因横截面上应力均匀分布，尺寸大小对 无影响。可取 。 3构件表面加工质量的影响 表面加工时的切削痕迹、擦伤等都会成为疲劳裂纹源，使 表面质量系数 ： ：其它各种表面加工试件（其它同标准 试件） ：标准试件（表面磨削加工） 若想提高的值，可对表面进行强化处理。可使 （1）淬火、渗碳、氮化等热处理及化学处理。（2）滚压、喷丸等机械处理，使表面形成预压 应力，减弱容易引起裂纹的工作拉应力。

4、综合上述三种因素，构件的持久极限为： 24.4.5 构件的疲劳强度计算 1对称循环下的疲劳强度计算 （n为疲劳安全系数，一般取1.52.5） 通常写为： 左侧：构件的持久极限与最大工作应力之比。代表构件工作时的安全储备。称为工作安全系数。 2非对称循环下构件的强度条件 （1）非对称循环下构件的持久极限 原则：用 对材料的持久极限曲线加以 修正就可得构件的持久极限曲线。 注意：各种因素只对属于动应力部分的 有影响， 而对属于静应力部分的 无影响。 修正时，只需将各点的纵坐标乘以 ， 横坐标不动 A-B-C：材料的持久极限曲线A-C-B：构件的持久极限曲线（2）非对称循环下构件的疲劳强度计算 分以

5、下三种情况 式中 及 为构件危险点处工作应力的应力幅和平均应力。 为材料对非对称循环的敏感系数 循环特征接近+1时，构件承受的交变应力接 近于静应力。此时，钢等塑性材料制成的构 件在产生疲劳破坏之前会因 达到 而发生 显著的塑性变形。若与危险点工作应力相对 应的点，落在横坐标轴上截距均为 的斜线 之下，则既不疲劳破坏也不屈服破坏。 此时 （对屈服破坏规定的n） 有可能在塑性变形很小时就发生疲劳破坏。既校核疲劳强度，又校核屈服强度。3弯扭组合交变应力作用下构件的强度条件 式中 为只考虑弯曲（设 ）时构件的工作安 全系数 为只考虑扭转（设 ）时构件的工作安全系数 例：24.5构件承受图示交变应力又知（