动载荷1
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起重机钢结构设计中的载荷计算起重机的钢结构设计是起重机设计中非常重要的一部分,它涉及到了起重机的安全性和承载能力。
在进行起重机钢结构设计时,需要进行载荷计算来确定结构所需的强度和稳定性。
在起重机钢结构设计中,主要考虑的载荷有静载荷和动载荷两种类型。
静载荷是指起重机在静止状态下的自重和外加荷载,动载荷则是指运行中产生的各种力和力矩。
首先,我们来看一下起重机的静载荷。
起重机的自重是指由机身、吊船、起重机构等组成部分的质量总和。
外加荷载包括横向风载荷、雨水、积雪、设备和货物的重量等。
载荷计算中需要考虑这些因素,并根据国家和地区相关标准进行合理的估算和分析。
其次,动载荷是起重机运行过程中的力和力矩。
这包括吊船的运行时产生的水平和竖直运行力,起重机构的力矩等。
动载荷的计算需要参考起重机的工作状态和使用条件,考虑到工作速度、起升高度、吊重等因素,以保证起重机在运行过程中的稳定性和安全性。
在进行起重机钢结构设计时,还需要考虑起重机使用环境的影响。
例如,在海上使用的起重机还需要考虑到海水腐蚀和风速增大等特殊因素。
同时,起重机的使用寿命也是一个重要考虑因素,在设计中需要综合考虑结构的疲劳寿命和使用寿命。
载荷计算的目的是确定起重机钢结构所需的强度和刚度。
一般情况下,设计中需要满足一定的安全系数,以确保起重机在使用条件下的安全性。
在实际设计中,需要结合起重机的使用要求和标准,进行合理的设计和分析,并通过强度、刚度和稳定性的检验,确保起重机的安全和可靠性。
总结起来,起重机钢结构设计中的载荷计算是一个复杂的过程,需要考虑起重机的静载荷和动载荷,并综合考虑使用环境和使用寿命等因素。
通过合理的设计和分析,可以确保起重机的强度和稳定性,提高起重机的安全性和可靠性。
起重机载荷计算方法起重机是工业生产中常用的一种设备,用于搬运和移动重物。
在使用起重机进行作业时,需要对起重机的载荷进行准确计算,以确保作业的安全和高效。
本文将介绍起重机载荷计算的方法。
一、静载荷和动载荷起重机的载荷分为静载荷和动载荷两种。
1. 静载荷静载荷是指起重机在静止状态下受到的力,通常包括自重、货物的重量以及起重机受到的任何外部力。
静载荷的计算方法通常基于力学原理,并考虑各种参数,如起重机的结构、重心位置、旋转半径等。
2. 动载荷动载荷是指起重机在移动或提升货物时受到的力,包括动力引起的力和惯性力。
动载荷的计算方法需要考虑起重机的运动和加速度等因素,以确保起重机在作业过程中的稳定性和安全性。
二、起重机载荷计算的基本原理起重机载荷计算的基本原理是根据力学和静力学定律,将作用在起重机上的各种力量分析和计算,从而得出起重机的受力情况以及各个部件的受力大小。
起重机载荷计算的基本步骤如下:1. 确定起重物的重量,包括重物的实际重量以及所需的安全余量。
2. 分析起重物所受的外部力,如重物本身所受的力、其他设备的影响力等。
3. 根据起重机的结构和参数,计算起重机的自重。
4. 根据作业要求和实际情况,计算起重机的工作半径、工作高度等参数。
5. 结合起重机的工作状态,计算起重机的动载荷,包括提升力、水平力和倾斜力等。
6. 根据计算结果,评估起重机的受力情况,确定是否满足安全要求。
三、起重机载荷计算方法的应用起重机载荷计算方法广泛应用于各个领域,特别是工业生产和建筑工程中的货物搬运和安装。
在工业生产中,通过准确计算起重机的载荷,可以确保货物的安全搬运和准时投放,提高作业效率。
同时,也可以对起重机的结构进行优化设计,减少起重机的自重,提高工作效率和能源利用率。
在建筑工程中,起重机是现代建筑所必需的设备之一。
通过对起重机载荷的准确计算,可以保证建筑材料的安全运输和安装。
同时,还可以预测起重机在不同作业环境下的工作情况,为工程人员提供重要的参考依据。
载荷跟压力的计算公式区别在物理学和工程学中,载荷和压力是两个重要的概念,它们在工程设计和材料力学中起着至关重要的作用。
虽然它们经常被混淆,但它们在计算公式和物理意义上有着明显的区别。
本文将探讨载荷和压力的计算公式区别,以及它们在实际应用中的意义。
1. 载荷的计算公式。
载荷是指作用在物体上的外部力或重量,它是物体所受外力的量度。
在工程学中,载荷通常被表示为一个矢量,包括大小和方向。
载荷的计算公式通常可以表示为:F = m a。
其中,F代表载荷的大小,m代表物体的质量,a代表物体所受的加速度。
这个公式说明了载荷与物体的质量和加速度有关,当物体的质量或加速度增加时,载荷也会相应增加。
在实际应用中,载荷的计算可以涉及到多种情况,比如静载荷和动载荷。
静载荷是指物体受到的静止力,通常可以用物体的重量来表示。
而动载荷则是指物体受到的运动力,通常需要考虑物体的加速度和速度。
2. 压力的计算公式。
压力是指单位面积上的力的大小,它是一种描述物体受力情况的物理量。
在工程学中,压力通常被表示为一个标量,只有大小没有方向。
压力的计算公式通常可以表示为:P = F / A。
其中,P代表压力的大小,F代表作用在物体上的力的大小,A代表力作用的面积。
这个公式说明了压力与作用力的大小和作用面积有关,当作用力增加或者作用面积减小时,压力也会相应增加。
在实际应用中,压力的计算可以涉及到多种情况,比如静压力和动压力。
静压力是指物体受到的静止压力,通常可以用物体受到的重力来表示。
而动压力则是指物体受到的运动压力,通常需要考虑物体受到的动态力和速度。
3. 载荷和压力的区别。
从上面的介绍可以看出,载荷和压力在计算公式和物理意义上有着明显的区别。
载荷是指作用在物体上的外部力或重量,它是一个矢量,包括大小和方向。
而压力是指单位面积上的力的大小,它是一个标量,只有大小没有方向。
此外,载荷和压力在实际应用中也有着不同的意义。
载荷通常用来描述物体所受的外力情况,比如静载荷和动载荷。
电机动载荷计算公式
电机动载荷计算是在设计和运行电机系统时必不可少的一环。
准确计算电机的动载荷可以帮助工程师评估电机所能承受的负荷,并确定电机的额定功率和工作效率。
以下是一些常用的电机动载荷计算公式。
1. 动载荷力(F)的计算公式:
F = ma
其中,F表示动载荷力,m表示质量,a表示加速度。
质量和加速度可以根据具体的应用场景来确定。
2. 动载荷扭矩(T)的计算公式:
T = Fr × r
其中,T表示动载荷扭矩,Fr表示动载荷力的垂直分量,r表示力臂的长度。
力臂的长度可以根据系统的结构和特点来确定。
3. 动载荷功率(P)的计算公式:
P = T × ω
其中,P表示动载荷功率,T表示动载荷扭矩,ω表示角速度。
角速度可以由转速和齿轮比等参数计算得到。
这些公式提供了计算电机动载荷的基本方法,但在实际应用中还需要考虑其他因素,如摩擦、电磁阻力等。
因此,在具体设计或运行过程中,需要结合实际情况和相关技术手册进行综合分析和计算。
总而言之,电机动载荷计算公式能够帮助工程师评估电机所能承受的负载,确定电机的额定功率和工作效率。
通过精确计算动载荷力、扭矩和功率,工程师可以确保电机系统运行稳定可靠,并满足工程需求。
材料力学动载荷范文材料力学是研究物质在受力下变形和断裂的科学,动载荷是指所施加在物体上的变化的力,包括动态载荷、瞬变载荷和疲劳载荷等。
本文将重点讨论材料力学动载荷的相关知识。
材料力学动载荷主要包括冲击载荷、振动载荷和疲劳载荷。
冲击载荷是指物体在一瞬间所受到的非常大的力,其作用时间很短。
振动载荷是指物体在一定时间内重复作用的力,其作用时间相对较长。
疲劳载荷是指物体在重复作用下逐渐累积的力,导致材料疲劳失效。
冲击载荷是材料力学中研究的重要内容之一、冲击载荷是一种非常短暂的载荷作用,其载荷幅值很大,而载荷作用时间相对较短。
受到冲击载荷作用的材料容易发生塑性变形或破坏。
在冲击载荷下,材料的变形和破坏通常与其断裂韧性密切相关。
冲击载荷的作用时间短暂,会导致快速的应变速率,进而引发材料的高速塑性变形和损伤。
材料的断裂韧性则决定了其在冲击载荷下的抗裂性能。
振动载荷是指物体在一定时间内重复作用的载荷。
振动载荷是材料力学中的重要分支之一、振动载荷对材料的影响主要体现在疲劳寿命、共振和谐振等方面。
在振动载荷作用下,材料会发生疲劳损伤,最终导致疲劳失效。
材料的疲劳寿命取决于应力幅值、平均应力水平和载荷频率等因素。
共振是指物体在受到与其固有频率相同的振动载荷作用时,会发生剧烈的振动现象。
共振往往会导致物体产生过大的振幅,并可能引发断裂和破坏。
谐振是指物体在受到周期性载荷作用下,其振动与载荷的周期保持一致。
谐振现象也可能导致材料的破坏。
疲劳载荷是指物体在受到重复作用下逐渐累积的载荷。
疲劳载荷是材料力学中研究的重要内容之一、在疲劳载荷下,材料会逐渐累积损伤,导致材料的疲劳失效。
疲劳失效表现为材料在较小的应力幅值下发生裂纹并扩展,最终导致断裂。
材料的疲劳性能受到应力幅值、平均应力水平、载荷频率和应力比等因素的影响。
总的来说,材料力学动载荷的研究对于材料的设计和使用具有重要的意义。
不同的载荷类型会引发不同的材料行为和破坏机制。
静载荷static load定义:(1)作用在给定物体系统上,大小、方向和作用点都不随时间变化的载荷。
(2)当轴承套圈或垫圈相对旋转速度为零时(向心或推力轴承)或当滚动体在滚动方向无运动时(直线轴承),作用在轴承上的载荷。
应用学科:静载荷即构件所承受的外力不随时间而变化,而构件本身各点的状态也不随时间而改变,就是构件各质点没有加速度。
如果整个构件或整个构件的某些部分在外力作用下速度有了明显改变,即发生了较大的加速度,研究这时的应力和变形问题就是动载荷问题。
静载荷包括不随时间变化的恒载(如自重)和加载变化缓慢以至可以略去惯性力作用的准静载(如锅炉压力)。
动载荷动载荷包括短时间快速作用的冲击载荷(如空气锤)、随时间作周期性变化的周期载荷(如空气压缩机曲轴)和非周期变化的随机载荷如汽车发动机曲轴)。
静载荷和动载荷对于构件的作用是不同的。
例如起重机中以加速度提升的绳索。
当物体静止不动或以等速上升时,绳索所受拉力等于物体的重量,物体的重量对绳索为静载荷作用。
但是如果绳索吊着物体以加速度上升,绳索就要受到较大的拉力。
这时物体的重力便引起了动载荷作用。
在工程中,构件受动载荷作用的例子很多。
例如,内燃机的连杆、机器的飞轮等,在工作时它们的每一微小部分都有相当大的加速度,因此是动载荷问题。
当发生碰撞时,载荷在极短的时间内作用在构件上,在构件中所引起的应力可能很大,而材料的强度性质也与静载荷作用时不同,这种应力成为冲击应力。
此外,当载荷作用在构件上时,如果载荷的大小经常作周期性的改变,材料的强度性质也将不同,这种载荷作用下的应力成为交变应力。
冲击应力和交变应力的计算也是动载荷问题。
动载荷dynamic load对海洋工程结构物有显著动力影响的载荷。
应用学科:船舶工程(一级学科);海洋油气开发工程设施与设备(二级学科)定义2:(1)作用在给定物体系统上,大小、方向和作用点都随时间变化的载荷。
(2)当轴承套圈或垫圈相对旋转时(向心或推力轴承)或当滚动体在滚动方向运动时(直线轴承),作用在轴承上的载荷。
试题内容:重量为P 的物体,以匀速v 下降,当吊索长度为l 时,制动器刹车,起重卷筒以等减速在t 秒后停止转动,如图示。
设吊索的横截面积为A ,弹性模量为E ,动荷因数K d 有四种答案: (A) gPl EAv; (B)gPlEAtv ; (C)gt v; (D) gtv +1。
正确答案是______。
试题答案: 答:D试题内容:图示两尺寸相同的圆环均在水平面内作匀速转动,密度之比2/1/b a =ρρ,角速度之比2/b a =ωω,两圆环横截面上动应力之比b d a d )/()(σσ有四种答案:(A) 1/2; (B) 2; (C) 4; (D)1。
正确答案是______。
试题答案: 答:B试题内容:图示一起重机悬吊一根工字钢,由高处下降。
如在时间间隔t 内下降速度由v 1均匀地减小到v 2 (v 2<v 1),则此问题的动荷因数为: (A) gtv v 2121+-;(a)(b)(B) gtv v 2121++; (C) gtv v 211--; (D) gtv v 211-+。
正确答案是 。
试题答案: 答:C试题内容:起重机起吊重物P ,由静止状态开始,以等加速度上升,经过时间t ,重物上升的高度为h ,如图示。
则起吊过程中吊索ab 内的拉力为: (A) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+21gt h P ;(B) ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+221gt h P ; (C) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+221gt h P ; (D) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+221gt h P 。
正确答案是______。
试题答案: 答:B试题内容:平均直径为D 的圆环以匀角速度ω 转动,当不满足强度要求时,可采取下列措施解决: (A) ω 、D 不变,增加截面尺寸;(B) ω 不变,加大平均直径D ;(C) ω、D 不变,改低碳钢为高碳钢;(D) 减小D 或限制转速至某一允许值,其余不变。
正确答案是______。
试题答案: 答:D试题内容:长度为l 的钢杆AB ,以匀角速度绕铅垂轴OO ′旋转,若钢的密度为ρ,许用应力为[σ ],则此杆的最大许可角速度ω 为(弯曲应力不计): (A)ρσ][1l ;(B)ρσ][21l ;(C) ρσ][21l ;(D)ρσ][22l 。
正确答案是 。
试题答案: 答:D试题内容:长度为l 的钢杆AB 以匀角速度绕铅垂轴OO ′旋转。
已知钢的密度ρ和弹性模量E 。
若杆AB 的转动角速度为ω,则杆的绝对伸长∆l 为(弯曲应力不计): (A) ρω2 l 3 / 12E ; (B) ρω2 l 3 / 8E ;(C) ρω2 l 3 / 4E ; (D)ρω2 l 3 / 3E 。
正确答案是______。
试题答案: 答:A试题内容:图示钢质圆盘有一偏心圆孔。
圆盘以匀角速度ω 旋转,密度为ρ。
由圆盘偏心圆孔引起的轴内横截面上最大正应力max σ为:(A)3218)(da d ωρδ;(B)3214)(d a d ωρδ;(C) 321)(4d a d ωρδ; (D) 321)(8d a d ωρδ。
正确答案是 。
试题答案: 答:C试题内容:直径为d 的轴上,装有一个转动惯量为J 的飞轮A 。
轴的速度为n 转/秒。
当制动器B 工作时,在t 秒内将飞轮刹停(匀减速),在制动过程中轴内最大切应力为:(A) 3π16d ntJ; (B) 3πtd J n ;(C)332tdnJ; (D)3π32td Jn 。
正确答案是 。
试题答案: 答:C试题内容:轴AB 作匀速转动,等截面斜杆固定于轴AB 上,沿斜杆轴线弯矩图可能为: (A) 平直线; (B) 斜直线; (C) 二次曲线; (D)三次曲线。
正确答案是______。
试题答案:答:D试题内容:重物减速向下运动,关于绳内动张力F d有四种答案:(A) 大于静张力;(B) 小于静张力;(C) 等于静张力;(D) 可能为零。
正确答案是。
试题答案:答:A试题内容:图示均质等截面钢杆AB,绕y轴以匀角速度ω 旋转时,最大应力发生在截面;最小应力发生在截面。
试题答案:答:B,A。
试题内容:材料密度为ρ,弹性模量为E的圆环,平均直径为D,以角速度ω 作匀速转动,则其平均直径的增量∆D= 。
试题答案: 答:ED D 4Δ23ωρ=试题内容:杆AB 单位长度重量为q ,截面积为A ,弯曲截面系数为W ,上端连有重量为P 的重物,下端固定于小车上。
小车在与水平面成α角的斜面上以匀加速度a 前进,试证明杆危险截面上最大压应力为:Ag a ql P gW al ql P )]/sin (1)[(cos )]2/([αασ++++=试题答案: 证:gAa ql P A ql P ασsin )(+++=' gW a ql Pl ασcos )]2/([2+=''Ag a ql P gW al ql P )]/sin (1)[(cos )]2/([αασσσ++++=''+'=试题内容:图示等直杆,横截面面积为A ,材料密度为ρ,在外力F 作用下以匀加速度a 上升,试证明当杆件横截面面积增大一倍时,轴力F N (x ) 与A 无关,应力σ (x )将减小一半。
试题答案:证:⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=l x F Ax g a F x F 11)(N ρ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=l x A F x 1)(σ试题内容:叶片为等直杆,其密度为ρ,弹性模量为E ,叶轮以角速度ω 作匀速转动,试论证:叶片内正应力沿叶片长度的变化规律为2)()(222x R x -=ρωσ (R 0≤x ≤R )试题答案:证: 2)()()(222N x R A x F x -==ρωσ (R 0≤x ≤R )试题内容:密度为ρ,杆长为l ,横截面面积为A 的等直杆,以匀加速度a 上升,试作杆的轴力图,并求杆内最大动应力。
试题答案:解:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=g a gl A F 1max Nd ρ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g a gl 1max d ρσ试题内容:杆AB 以匀角速度ω 绕y 轴在水平面内旋转,杆材料的密度为ρ,弹性模量为E ,试求:(1)沿杆轴线各横截面上正应力的变化规律(不考虑弯曲); (2)杆的总伸长。
试题答案: 解:x A q 2d ρω=2)()(222d x l A x F -=ρω2)()(222d x l x -=ρωσE l x x l E l l32d )(22Δ320222ρωρω=-⨯=⎰试题内容:杆以角速度ω 绕y 轴在水平面内旋转,杆端有重物P ,若杆长l 、密度ρ、面积A 、弹性模量E 已知,试求杆的伸长。
试题答案:解:glP F 2d ω=2)(d )(22222d Nd x l A g l P x x A F x F lx -+=+=⎰ωρωωρ E A glg A P l EA x x F l l3)3(d )(Δ220Nd ρω+==⎰试题内容:直径为d 的钢丝AD ,在A 端系有重量为P 的重物,钢丝绕y 轴在水平面内以匀角速度旋转,设钢丝许用拉应力为[σ ],不计钢丝质量,试求许用转速[n ]。
试题答案:解:22d π)30/π(4d g n PR =σ≤][σPRg dn π][15][σ= (r/min )试题内容:图示重物以匀加速度下降,若在0.2秒内速度由1.5 m/s 降至0.5 m/s ,且绳的横截面积A =100mm 2,试求绳内应力。
试题答案:解:a = -5 m/s 2(↑)04.61d =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=P g a F kN σ d = 60.4 MPa试题内容:图示桥式起重机主梁由两根16号工字钢组成,主梁以匀速度v =1 m/s 向前移动(垂直纸面),当起重机突然停止时,重物向前摆动,试求此瞬时梁内最大正应力(不考虑斜弯曲影响)。
533mm 101412⨯⨯=z W (两根)试题答案:解:a n = ρ2v = 0.2 m/s 2511n d =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g a P F kN 9.18041d maxd =⋅=Wl F σ MPa试题内容:图示横截面面积为A ,长为l ,密度为ρ的直杆,以匀角速度ω 绕铅垂的y 轴旋转。
试求距y 轴为r 处的分布惯性力的集度及该截面上的轴力。
试题答案:解:r A r q 2d )(ωρ=⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==2/222d 42d )()(l r r l A r r q r F ωρ试题内容:杆的横截面面积为A ,材料密度为ρ,重量为P 的重物挂在杆上,以匀加速度a 上升,试求(1)杆内最大轴力;(2)杆任一横截面上的动应力。
试题答案: 解:ga K +=1d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=g a g A l P F 1)(d ρ ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=gl A P g a ρσ1d试题内容:用两根吊索向上匀加速平行地吊起一根No.32a 的工字钢(工字钢单位长度重q = 516.8 N/m, 弯曲截面系数W z =70.8×10-6 m 3),加速度a =10 m/s 2,吊索横截面面积A =1.08×10-4 m 2,若不计吊索自重,试计算吊索的应力和工字钢的最大应力。
试题答案:解:对于吊索 26.621d d =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==ql g a F K F kN 5821d =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A ql g a σ MPa 对于工字钢 26.6218112221max d =⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ql ql g a M kN·m 48.882181112221max d max d =⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==ql ql W g a K z σσ MPa试题内容:如图所示No.20a 槽钢每米重q =226.3 N/m ,弯曲截面系数W z =24.2×103 mm 3,以初速度1.8 m/s 下降,在0.2 s 内速度均匀地降为0.6 m/s 。
如不计轴力影响,试求槽钢内的最大正应力。
试题答案: 解:9.3641d =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=q g a q N/m M d max = 1460 N·m σ d max = zW M max d = 60.3 MPa试题内容:直杆BC,横截面面积为A,密度为ρ,在C端受力F作用,沿光滑水平面作匀加速运动(加速度为a),试写出正应力沿杆轴线的变化表达式。
试题答案:解:q I =ρAaF N(x) =ρAaxσ (x) =ρax试题内容:图示重物P =40 kN,用绳索以匀加速度a =5 m/s2向上吊起,绳索绕在一重为W=4.0kN,直径D =12mm 的鼓轮上,其回转半径ρ=450mm。
轴的许用应力[σ ]=100MPa,鼓轮轴两端A、B处可视为铰支。