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冲击载荷计算概述
说明:
在很短的时间内(作用时间小于受力构件的基波自由振动周期的一半)以很大速度作用在构件上的载荷,称为冲击载荷。其应力与变形的计算相当复杂。
计算时一般按机械能守恒定律作如下简化:
1.当冲击物的质量大5~10倍以上时,被冲击物的质量可略去不计
2.冲击物的变形略去不计,视为钢体。被冲击物的局部塑性变形也不计,视为弹性体
3.冲击物在冲击时的弹性回跳量略去不计,冲击应力波引起的能量损耗不计
冲击动荷系数计算公式为:
1.已知冲击物冲击前的高度H,则 Kk=1+√(1+2*H/δs)
2.已知冲击物以速度v作用于被冲击物,则 Kk=1+√(1+V²/(g*δs))
从前两公式可知,当H=0或V=0,即载荷突然全部加于构件,称为突加载荷,此时Kk=2
3.已知冲击物的动能Tk,则 Kk=1+√(1+Tk/Us)
Us:被冲击物在静载荷作用下的变形能
若被冲击物的质量较大需加以考虑时,被冲击物的变形以波的形式传播,称为应力波或应变波,作为简化计算,可在动荷系数中乘以修正系数α,即
Kk=1+√(1+2*H/(δs*(1+α*m1/m)))
m1:被冲击物的质量
m:冲击物的质量
在很短的时间内(作用时间小于受力构件的基波自由振动周期的一半)以很大速度作用在构件上的载荷,称为冲击载荷。其应力与变形的计算相当复杂。
计算时一般按机械能守恒定律作如下简化:
1.当冲击物的质量大5~10倍以上时,被冲击物的质量可略去不计
2.冲击物的变形略去不计,视为钢体。被冲击物的局部塑性变形也不计,视为弹性体
3.冲击物在冲击时的弹性回跳量略去不计,冲击应力波引起的能量损耗不计
冲击动荷系数计算公式为:
1.已知冲击物冲击前的高度H,则 Kk=1+√(1+2*H/δs)
2.已知冲击物以速度v作用于被冲击物,则 Kk=1+√(1+V²/(g*δs))
从前两公式可知,当H=0或V=0,即载荷突然全部加于构件,称为突加载荷,此时Kk=2
3.已知冲击物的动能Tk,则 Kk=1+√(1+Tk/Us)
Us:被冲击物在静载荷作用下的变形能
若被冲击物的质量较大需加以考虑时,被冲击物的变形以波的形式传播,称为应力波或应变波,作为简化计算,可在动荷系数中乘以修正系数α,即
Kk=1+√(1+2*H/(δs*(1+α*m1/m)))
m1:被冲击物的质量
m:冲击物的质量
纵向冲击计算
重物自由落体纵向冲击计算
符号意义:
Q:重物重量(N)
l:杆长(m)
E:弹性模量(MPa)
A:杆横截面面积(m²)
H:冲击高度(m)
δs:最大静变形(m)
Kd:动荷系数
δk:最大冲击变形(m)
σk:最大冲击应力(Pa)
计算公式:
δs=Q*l/(E*A)
Kd=1+√(1+2*H*E*A/(Q*l))
δk=δs*Kd
σk=Q*Kd/A
重物自高度H自由落体,纵向冲击下端固定的等截面直杆
说明:
本计算不计杆件自身质量;若计及杆件质量,可将Q以Q+α*Q杆代入修正,纵向冲击时质量换算系数α=1/3
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位);重物自由落体纵向冲击计算不涉及角度参数,角度单位设置暂不可用
Q:重物重量(N)
l:杆长(m)
E:弹性模量(MPa)
A:杆横截面面积(m²)
H:冲击高度(m)
δs:最大静变形(m)
Kd:动荷系数
δk:最大冲击变形(m)
σk:最大冲击应力(Pa)
计算公式:
δs=Q*l/(E*A)
Kd=1+√(1+2*H*E*A/(Q*l))
δk=δs*Kd
σk=Q*Kd/A
重物自高度H自由落体,纵向冲击下端固定的等截面直杆
说明:
本计算不计杆件自身质量;若计及杆件质量,可将Q以Q+α*Q杆代入修正,纵向冲击时质量换算系数α=1/3
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位);重物自由落体纵向冲击计算不涉及角度参数,角度单位设置暂不可用
滑轮吊重骤停冲击计算
符号意义:
Q:重物重量(N)
l:杆长(m)
E:弹性模量(MPa)
A:杆横截面面积(m²)
R:滑轮半径(m)
ω:滑轮角速度(rad/s)
v:重物下落速度(m/s)
δs:最大静变形(m)
Kd:动荷系数
δk:最大冲击变形(m)
σk:最大冲击应力(Pa)
计算公式:
v=R*ω
δs=Q*l/(E*A)
Kd=1+√(v²*E*A/(g*Q*l))
δk=δs*Kd
σk=Q*Kd/A
滑轮以角速度ω带动重物匀速下落,滑轮骤然停止转动,吊索(杆)受纵向冲击
说明:
重力加速度g取9.8m/s²(与参考计算逻辑一致);本计算不计吊索自身质量
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位);角速度ω单位固定为rad/s,角度单位设置暂不可用
Q:重物重量(N)
l:杆长(m)
E:弹性模量(MPa)
A:杆横截面面积(m²)
R:滑轮半径(m)
ω:滑轮角速度(rad/s)
v:重物下落速度(m/s)
δs:最大静变形(m)
Kd:动荷系数
δk:最大冲击变形(m)
σk:最大冲击应力(Pa)
计算公式:
v=R*ω
δs=Q*l/(E*A)
Kd=1+√(v²*E*A/(g*Q*l))
δk=δs*Kd
σk=Q*Kd/A
滑轮以角速度ω带动重物匀速下落,滑轮骤然停止转动,吊索(杆)受纵向冲击
说明:
重力加速度g取9.8m/s²(与参考计算逻辑一致);本计算不计吊索自身质量
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位);角速度ω单位固定为rad/s,角度单位设置暂不可用
