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周期性载荷下的弹性体受迫振动与动应力计算

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:构件在受到随时间做周期性变化的干扰力作用下将发生受迫振动,例如位于地震区的建筑物在地震时会发生强烈振动以及车辆驶过桥梁时桥梁会发生振动。本节仅讨论可简化为单自由度的弹性体在周期性载荷作用下的受迫振动的动应力计算。在受迫振动过程中,随着干扰方向的周期性变化,弹性系统内的动应力也将周期性地变化。这种随时间作周期性变化的应力,称为交变应力。图12.14例12.7图对于图12.14所示刚性支承简支梁。

周期性载荷下的弹性体受迫振动与动应力计算

一、选择题

1.圆轴受力如图12.22所示,当它以等角速度ω旋转时,其横截面上危险点的应力为( )。

(A)脉动循环 (B)对称循环

(C)不变的弯曲应力 (D)非对称的循环

图12.22

2.在图12.23所示交变应力σ-t曲线中,其平均应力、应力幅和循环特征为( )。

(A)σm=25 MPa,σa=35 MPa,r=-6

(B)σm=25 MPa,σa=35 MPa,r=-1/6

(C)σm=35 MPa,σa=25 MPa,r=-6

(D)σm=35 MPa,σa=25 MPa,r=-1/6

图12.23

3.图12.24所示4种交变应力,同时满足条件:r>0和σma<0的是( )。(其中r:循环特征,σm:平均应力,σa:应力幅)

(A)(a) (B)(b) (C)(c) (D)(d)

图12.24

4.图12.25所示4种不同交变应力作用的试件,会最先发生疲劳破坏的是( )。

(A)(a) (B)(b) (C)(c) (D)(d)

图12.25

二、填空题

1.交变应力有5个量值:σm(平均应力),σa(应力幅),r(循环特征),σmax和σmin,其中只有________个是独立的。

2.某构件内一点处的交变应力随时间变化的图线如图12.26所示,则该交变应力的循环特征是________,最大应力是,最小应力是,平均应力是________。

(www.xing528.com)

图12.26

图12.27

4.如图12.28所示车轴,1—1截面周边上任一点处交变应力中的:σmax=________;σmin=________;循环特征r=________。

图12.28

5.螺栓受轴向的最大拉力Fmax=6 kN,最小拉力Fmin=5 kN作用,螺栓直径d=12 mm,其交变应力的循环特征r=________,应力幅值σa=________MPa,平均应力σm=________MPa。

6.在交变应力作用下,经过多次应力循环后,构件表面将形成宏观裂纹,裂纹附近区域的材料处于________应力状态。

7.疲劳破坏的三个阶段是:________,________,________。

【参考答案】

一、选择题

1.B 2.B 3.C 4.D

二、填空题

1.2

2.-0.5,100 MPa,-50 MPa,25 MPa

4.32Fa/πd3;-32Fa/πd3;-1

5.0.833,4.42,48.63

6.三向拉伸

7.裂纹形成,裂纹扩展,突然断裂

8.破坏时,最大应力值远小于强度极限;无明显塑性变形便产生突然断裂;断口处分为光滑区和粗糙区两个明显的区域

9.减缓应力集中;提高表面光洁度;表面渗碳、氮化处理

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