如何提高构件的抗冲击能力

由以上三例可见,冲击会给构件造成很大的冲击载荷,在某些情况下可以加以利用,如落锤打桩、冲击破碎、冲压加工、汽锤锻造等;但同时冲击载荷会给构件造成很大的冲击应力,在某些情况下则要求尽量减小构件的冲击载荷或采取有效措施提高构件抗冲击的能力。

由冲击时构件内冲击动应力公式σd=Kdσst可知:欲减小构件的冲击应力,应设法减小动荷因数Kd,而同时应避免静应力σst的增大。由式(12.7)和式(12.10)又知:动荷因数Kd越小,冲击点静位移σst越大,则要求降低构件本身的刚度,但这样往往又会增大构件的静应力σst或降低它的许用应力。

因此,降低冲击应力或提高构件抗冲击能力的一个有效措施是:增设缓冲装置,或将构件的刚性支承改换为弹性支承。这样既可增加构件冲击点的静位移,又不改变构件的静应力。(www.xing528.com)

由【例12.4】中的计算结果可知,采用弹簧支座的梁的最大冲击应力只有采用刚性支座时的32%,若采用刚度更小的弹簧支座,则缓冲效果会更好。由式(12.11)还可以看出,杆内冲击应力随构件体积的增大而减小。因此,对于等截面受冲构件来说,增加构件的体积(增加构件长度或增大截面截面积)也可以降低冲击应力。但这个结论对于变截面杆则情况不同。增加部分杆段的截面面积会增加杆的冲击应力。由【例12.3】的计算结果可知,将等直杆的部分杆段的截面面积扩大而成为阶梯形杆后,其最大冲击应力反而比原等直杆的冲击应力大41%。因此,应尽可能避免将承受冲拉(压)和冲扭杆件设计成变截面杆。对于承受冲击弯曲的杆件应设计成等强度变截面梁,既可保持最大静应力不变又可显著地增大静位移,从而降低梁内冲击应力。