动载荷交变应力理论和分析
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(完整版)材料力学重点总结材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务:解决安全可靠与经济适用的矛盾. 研究对象:杆件强度:抵抗破坏的能力 刚度:抵抗变形的能力稳定性:细长压杆不失稳。
2. 材料力学中的物性假设连续性:物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性:构件内各处的力学性能相同。
各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3。
材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。
内力:附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力:正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。
正应力⎩⎨⎧拉应力压应力应变:反映杆件的变形程度⎩⎨⎧角应变线应变变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4. 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∆=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。
剪切虎克定律:两线段——拉伸或压缩。
拉压虎克定律:线段的适用条件:应力~应变是线性关系:材料比例极限以内。
5。
材料的力学性能(拉压):一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:b s pσσσ、、,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v ,)(V EG +=126. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数:大于1的系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。
许用应力:极限应力除以安全系数.塑性材料[]ssn σσ=s σσ=0脆性材料[]bbn σσ=b σσ=07. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能:通过实验获得。
2) 对构件的力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用的未来状态。
3) 截面法:将内力转化成“外力”。
工程力学中的应力和应变分析工程力学是应用力学原理解决工程问题的学科,它研究物体受外力作用下的力学性质。
应力和应变是工程力学中的重要概念,它们对于分析材料的强度和变形特性具有重要意义。
本文将就工程力学中的应力和应变进行详细分析。
一、应力分析应力是指物体单位面积上的内部分子间相互作用力。
根据作用平面的不同,可以分为法向应力和剪切应力两种。
1. 法向应力法向应力是指力作用垂直于物体某一截面上的应力。
根据物体受力状态的不同,可以分为拉应力和压应力两种。
- 拉应力拉应力是指作用于物体截面上的拉力与截面面积的比值。
拉应力的计算公式为:σ = F/A其中,σ表示拉应力,F表示作用力,A表示截面面积。
- 压应力压应力是指作用于物体截面上的压力与截面面积的比值。
压应力的计算公式与拉应力类似。
2. 剪切应力剪切应力是指作用在物体截面上切向方向上的力与截面面积的比值。
剪切应力的计算公式为:τ = F/A其中,τ表示剪切应力,F表示作用力,A表示截面面积。
二、应变分析应变是指物体由于外力的作用而产生的形变程度。
根据变形情况,可以分为线性弹性应变和非线性应变。
1. 线性弹性应变线性弹性应变是指物体在小应力下,应变与应力成正比,且随应力消失而恢复原状的应变现象。
线性弹性应变的计算公式为:ε = ΔL/L其中,ε表示线性弹性应变,ΔL表示物体的长度变化,L表示物体的原始长度。
2. 非线性应变非线性应变是指物体在较大应力下,应变与应力不再呈线性关系的应变现象。
非线性应变的计算公式较为复杂,需要根据具体情况进行分析。
三、应力和应变的关系应力和应变之间存在一定的关系,常用的关系模型有胡克定律和杨氏模量。
1. 胡克定律胡克定律是描述线性弹性材料的应力和应变之间关系的基本模型。
根据胡克定律,拉应力和拉应变之间的关系可以表示为:σ = Eε其中,σ表示拉应力,E表示弹性模量,ε表示拉应变。
2. 杨氏模量杨氏模量是描述材料抵抗拉伸或压缩变形能力的物理量。
CAESARII-管道应力分析软件(系列培训教材)管道应力分析基础理论讲义管道应力分析基础理论管道应力分析主要包括三方面内容:正确建立模型、真实地描述边界条件、正确地分析计算结果。
所谓建立模型就是将所分析管系的力学模型按一定形式离散化,简化为程序所要求的数学模型,模型的真实与否是做好应力分析的前提条件。
应力分析的根本问题就是边界条件问题,而体现在工程问题上就是约束(支架)、管口等具体问题的模拟,真实地描述这些边界条件,才能得到正确的计算结果。
要想能够熟练而正确地分析结果,首先会正确设计支吊架,有一定的相关理论知识如工程力学,流体力学,化工设备及机械等,另外需在一定时间内不断摸索,总结出规律性的问题。
第一章管道应力分析有关内容·§1.1 管道应力分析的目的进行管道应力分析的问题很多CAESARII解决的问题主要有:1、使管道各处的应力水平在规范允许的范围内。
2、使与设备相连的管口载荷符合制造商或公认的标准(如NEMASM23,API610 API617等标准)规定的受力条件。
3、使与管道相连的容器处局部应力保持在ASME第八部分许用应力范围内。
4、计算出各约束处所受的载荷。
5、确定各种工况下管道的位移。
6、解决管道动力学问题,如机械振动、水锤、地震、减压阀泄放等。
7、帮助配管设计人员对管系进行优化设计。
§1.2 管道所受应力分类1.2.1 基本应力定义轴向应力(Axial stress):轴向应力是由作用于管道轴向力引起的平行管子轴线的正应力,:S L=F AX/A m其中S L=轴向应力MPaF AX=横截面上的内力NA m=管壁横截面积mm2=π(do2-di2)/4管道设计压力引起的轴向应力为S L=Pdo/4t轴向力和设计压力在截面引起的应力是均布的,故此应力限制在许用应力[σ]t范围内。
弯曲应力(bending stress):由法向量垂直于管道轴线的力矩产生的轴向正应力。
《材料力学》课程教学大纲学分:4.5 总学时:72 理论学时:62 实验/实践学时:10一、课程性质与任务《材料力学》是车辆工程的专业基础课。
本课程共72学时,4.5学分,考试课。
《材料力学》是由基础理论课过度到设计课程的技术基础课。
它是变形固体力学的基础,又是有关专业后续课程的需要。
通过本课程的学习,使学生建立起正确的变形固体力学基本概念,掌握分析工程中强度、刚度、稳定性问题的基本方法,提高工程计算能力和实验分析能力等方面均有重要作用,它与其它课程共同完成培养高级工程技术人员的任务。
二、课程的基本要求学习本课程后,应达到下列基本要求:1.掌握构件强度、刚度、稳定性的基本概念,掌握杆件四种基本变形及组合变形的定义,能熟练判定杆件的变形种类。
2.掌握用截面法求杆件内力的基本方法,能熟练地求解任一指定截面的内力,并能绘制杆件的内力图。
3.熟悉等截面杆件横截面上应力的分析方法(基本变形):实验-假设-变形几何关系、物理、静力平衡;能熟练求解四种基本变形有关的应力计算、分布及危险点判定和强度计算。
4.掌握组合变形构件强度分析方法-叠加法,了解其原理和使用条件,熟练掌握组合变形构件的强度计算问题。
5.掌握各基本定理、定律及假设(剪应力互等定理、剪切虎克定律、广义虎克定律、强度理论等),并能熟练应用。
6.掌握并能熟练求解基本变形构件的变形、位移问题,并能进行相关的刚度计算。
7.掌握一点应力状态的表示方法,能熟练地从受力构件中取原始单元体,并能用解析法、图解法求解相关问题。
8.掌握静不定问题的基本概念,掌握用变性比较法求解一次静不定问题。
9.掌握压杆稳定的基本概念,并能熟练地进行稳定计算。
10.熟悉动载荷问题的分析方法,并能熟练求解相关问题;掌握交变应力的基本概念,会进行疲劳强度计算。
11.掌握与平面图形有关的几何量(静矩、形心、惯性矩等)的基本概念及计算,了解形心轴、主惯性轴等概念。
12.初步掌握静载下材料机械性能的测试方法、电测实验原理及测试方法。
材料力学章节重点和难点第一章绪论1.主要内容:材料力学的任务;强度、刚度和稳定性的概念;截面法、内力、应力,变形和应变的基本概念;变形固体的基本假设;杆件的四种基本变形。
2.重点:强度、刚度、稳定性的概念;变形固体的基本假设、内力、应力、应变的概念。
3.难点:第二章杆件的内力1.主要内容:杆件在拉压、扭转和弯曲时的内力计算;杆件在拉压、扭转和弯曲时的内力图绘制;平面弯曲的概念。
2.重点:剪力方程和弯矩方程、剪力图和弯矩图。
3. 难点:绘制剪力图和弯矩图、剪力和弯矩间的关系。
第三章杆件的应力与强度计算1.主要内容:拉压杆的应力和强度计算;材料拉伸和压缩时的力学性能;圆轴扭转时切应力和强度计算;梁弯曲时正应力和强度计算;梁弯曲时切应力和强度计算;剪切和挤压的实用计算方法;胡克定律和剪切胡克定律。
2.重点:拉压杆的应力和强度计算;材料拉伸和压缩时的力学性能;圆轴扭转时切应力和强度计算;梁弯曲时正应力和强度计算。
3.难点:圆轴扭转时切应力公式推导和应力分布;梁弯曲时应力公式推导和应力分布;第四章杆件的变形简单超静定问题1.主要内容:拉(压)杆的变形计算及单超静定问题的求解方法;圆轴扭转的变形和刚度计算;积分法和叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定梁。
2.重点:拉(压)杆的变形计算;;圆轴扭转的变形和刚度计算;叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定梁。
3.难点:积分法和叠加法求弯曲变形;用变形比较法解超静定结构。
第五章应力状态分析? 强度理论1.主要内容:应力状态的概念;平面应力状态分析的解析法和图解法;广义胡克定律;强度理论的概念及常用的四种强度理论。
2.重点:平面应力状态分析的解析法和图解法;广义虎克定律;常用的四种强度理论。
3.难点:主应力方位确定。
第六章组合变形1.主要内容:拉伸(压缩)与弯曲、斜弯曲、扭转与弯曲组合变形的强度计算;2.重点: 弯扭组合变形。
3.难点:截面核心的概念第七章压杆稳定1.主要内容:压杆稳定的概念;各种支座条件下细长压杆的临界载荷;欧拉公式的适用范围和经验公式;压杆的稳定性校核。
疲劳载荷及分析理论疲劳载荷谱(fatigue load spectrum)是建立疲劳设计方法的基础。
根据研究对象的不同,施加在对象上的疲劳载荷也是不同的,所以在应用时要依据某种统计分析方法和理论进行分析。
1 疲劳载荷谱1.1 疲劳载荷谱及其编谱载荷分为静载荷和动载荷两大类。
动载荷又分为周期载荷、非周期载荷和冲击载荷。
周期载荷和非周期载荷可统称为疲劳载荷。
在很多情况下,作用在结构或机械上的载荷是随时间变化的,这种加载过程称为载荷—时间历程。
由于随机载荷的不确定性,这种谱无法直接使用,必须对其进行统计处理。
处理后的载荷—时间—历程称为载荷谱。
载荷谱是具有统计特性的图形,它能本质地反映零件的载荷变化情况[]。
为了估算结构的使用寿命和进行疲劳可靠性分析,以及为最后设计阶段所必需的全尺寸结构和零部件疲劳试验,都必须有反映真实工作状态的疲劳载荷谱。
实测的应力—时间历程包含了外加载荷和结构的动态响应的影响,它不仅受结构系统的影响,而且也受应力—时间历程的观测部位的影响。
将实测的载荷—时间历程处理成具有代表性的典型载荷谱的过程称为编谱。
编谱的重要一环,是用统计理论来处理所获得的实测子样[]。
1.2 统计分析方法对于随机载荷,统计分析方法主要有两类:计数法和功率谱法[]。
由于产生疲劳损伤的主要原因是循环次数和应力幅值,因此在编谱时首先必须遵循某一等效损伤原则,将随机的应力—时间历程简化为一系列不同幅值的全循环和半循环,这一简化的过程叫做计数法。
功率谱法是借助富氏变换,将连续变化的随机载荷分解为无限多个具有各种频率的简单变化,得出功率谱密度函数。
在抗疲劳设计中广泛使用计数法。
目前,已有的计算法有十余种之多,同一应力—时间历程用不同计数法编制出的载荷谱有时会差别很大。
当然,按照这些载荷谱来进行寿命估算或试验,也会给出不同的结果。
从统计观点上看,计数法大体分为两类:单参数法和双参数法[]。
所谓单参数法是指只考虑应力循环中的一个变量,例如,峰谷值、变程(相邻的峰值与谷值之差),而双参数法则同时考虑两个变量。
结构力学的研究方法结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。
在结构设计和研究中,这三方面往往是交替进行并且是相辅相成的进行的。
使用分析就是在结构的使用过程中,对结构中出现的情况进行分析比较和总结,这是易行而又可靠的一种研究手段。
使用分析对结构的评价和改进起着重要作用。
新设计的结构也需要通过使用来检验性能。
实验研究能为鉴定结构提供重要依据,这也是检验和发展结构力学理论和计算方法的主要手段。
实验研究分为三类:模型实验、真实结构部件实验、真实结构实验。
例如,飞机地面破坏实验、飞行实验和汽车的碰撞实验等。
结构的力学实验通常要耗费较多的人力、物力和财力,因此只能有限度地进行,特别是在结构设计的初期阶段,一般多依靠对结构部件进行理论分析和计算。
在固体力学领域中,材料力学为结构力学的发展提供了必要的基本知识,弹性力学和塑性力学又是结构力学的理论基础,另外结构力学还与其它物理学科结合形成许多边缘学科,比如流体弹性力学等。
结构力学是一门古老的学科,又是一门迅速发展的学科。
新型工程材料和新型工程结构的大量出现,向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。
计算机的发展,又为结构力学提供了有力的计算工具。
另一方面,结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。
有限元法这一数学方法的出现和发展就和结构力学的研究有密切关系。
在固体力学领域中,材料力学给结构力学提供了必要的基本知识,弹性力学和塑性力学是结构力学的理论基础。
另外,结构力学与流体力学相结合形成边缘学科——结构流体弹性力学。
评定结构的优劣,从力学角度看,主要是结构的强度和刚度。
工程结构设计既要保证结构有足够的强度,又要保证它有足够的刚度。
强度不够,结构容易破坏;刚度不够,结构容易皱损,或出现较大的振动,或产生较大的变形。
皱损能够导致结构的变形破坏,振动能够缩短结构的使用寿命,皱损、振动、变形都会影响结构的使用性能,例如,降低机床的加工精度或减低控制系统的效率等。
课程名称:材料力学一、考试的总体要求本门课程主要考察学生对《材料力学》基本理论和基本方法的掌握程度,要求学生能够运用《材料力学》基础知识分析杆件的内力并作出杆件的内力图,熟练掌握基本变形形式下杆件的应力分析和位移计算方法,掌握应力状态分析的概念和虎克定律的应用,掌握压杆稳定的计算方法。
同时还要求学生能够对简单超静定问题进行分析,能够利用能量原理计算弹性杆件横截面的位移,掌握动应力分析的方法,了解疲劳破坏的基本概念。
二、考试的内容及比例1、轴向拉压(5~10%):(1) 掌握拉压杆件的轴力计算方法、横截面应力的分析方法和计算公式,掌握胡克定律和变形计算方法。
(2) 熟练运用强度条件对杆件进行设计。
(3) 理解应变能的概念并能够进行杆件的应变能计算。
(4) 了解应力集中的概念。
2、扭转(5 ~10%):(1) 掌握圆轴扭转时横截面上的扭矩计算和切应力计算方法,掌握圆轴扭转的变形计算方法。
(2) 熟练运用强度条件和刚度条件对圆轴进行设计。
(3) 理解应变能的概念并能够进行杆件的应变能计算。
(4) 了解矩形截面杆自由扭转时的应力和变形计算方法。
3、弯曲应力(15 ~20%):(1) 掌握梁的内力计算方法以及平面刚架和曲杆的内力计算方法。
(2) 熟练运用微分关系作梁的内力图,熟练掌握梁横截面上正应力与切应力的计算公式,并能够利用强度条件进行梁的合理设计。
(3) 理解对称弯曲的概念及相应横截面上正应力的分析方法,理解中性轴的概念。
(4) 了解等强度梁的概念,了解提高梁承载能力的措施。
4、梁弯曲时的位移(5 ~10%):(1) 掌握梁的挠曲线近似微分方程以及计算梁位移的积分法。
(2) 熟练运用叠加方法计算梁的位移。
(3) 理解刚度条件,掌握提高梁的刚度措施。
(4) 了解奇异函数法在梁横截面位移计算中的应用。
5、简单超静定问题(5 ~10%):(1) 掌握超静定问题的基本概念和求解超静定问题的基本方法。
(2) 熟练运用几何、物理、静力三方面的条件求解简单超静定问题。
第十一章交变应力§ 11.1 交变应力与疲劳失效§ 11.2 交变应力的循环特征应力幅和平均应力§ 11.3 持久极限(疲劳极限)§ 11.4 影响持久极限的因素§ 11.5 对称循环下构件的疲劳强度计算§ 11.6 持久极限曲线§ 11.7 非对称循环下构件的疲劳强度计算§ 11.8 弯扭组合交变应力的强度计算§ 11.1 交变应力与疲劳失效1.交变载荷:随时间作周期性变化的载荷。
2.变交应力:机器零部件受到交变载荷或由于本身的旋转而产生的随时间周期性变化的应力称为交变应力。
3.疲劳失效:当物件长期在交变应力下工作时,往往在应力低于屈服极限或强度极限的情况而突然发生断裂,即是塑性材料在断裂前也无明显的塑性变形,这种现象称为疲劳失效。
4. 发展简史:疲劳失效现象出现始于19 世纪初叶,产业革命以后,随着蒸汽机车和机动运载工具的发展,以及机械设备的广泛应用,运动的部件破坏经常发生。
破坏往往发生在零部件的截面尺寸突变处,破坏的名义应力不高,低于材料的抗拉强度和屈服点。
破坏的原因一时使工程师们摸不着头脑。
1829年,法国人Albert.W.A (艾伯特)用矿山卷扬机焊链条进行疲劳实验,疲劳破坏事故阐明。
1939年法国工程师poncelet J.V在巴黎大学讲课时首先使用“疲劳”这一术语,来描述材料在循环载荷作用下承载能力逐渐耗尽以致最后突然断裂的现象。
5.抗疲劳设计的重要性绝大多数机器零件都是在交变载荷下工作,这些零部件疲劳失效是主要的破坏形式。
例如转轴有50%或90%都是疲劳破坏。
其它如连杆、齿轮的轮点、涡轮机的叶片,轧钢机的机架,曲轴,连接螺栓、弹簧压力容器、焊接结构等许多机器零部件,疲劳破坏占绝大部分。
因此抗疲劳设计广泛应用于各种专业机械设计中,特别是航空、航天、原子能、汽车、拖拉机、动力机械、化工机械、重型机械等抗疲劳设计更为重要。
《材料力学》课程教学大纲了解材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法。
使学生能科学地辨认材料力学中的各种概念、原理、专业术语,使学生知道材料力学中各种构件的分类、受力过程和变化倾向。
理解材料力学中杆件和梁的几种变形形式。
使学生能用自己的语言对各种理论知识加以叙述、解释和归纳,并且能够指出各部分知识之间的内在联系和相互区别。
熟悉各种概念、原理和定律,掌握其计算与应用的方法。
具体反映在:1. 对材料力学的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识。
2. 掌握一般杆类零件和构件的受力与变形原理,具有绘出其合理的力学计算简图的初步能力。
3. 能够熟练地分析与计算杆件在拉、压、剪、扭、弯时的内力,绘制相应的内力图。
4. 能够熟练地分析与计算杆件在基本变形下的应力和变形,并进行相应的强度和刚度计算。
5. 对应力状态理论与强度理论有明确的认识,并能够将其应用于组合变形情况下的强度计算。
对应变状态有关概念有一定了解和认识。
6. 熟练地掌握简单超静定问题的求解方法。
7. 能够熟练地分析与计算理想中心受压杆件的临界荷载和临界应力,并对国家现行钢结构设计规范所规定工程压杆的稳定计算方法,有深入地了解和认识,并能够熟练地进行压杆的稳定性计算。
8. 对杆件的应变能有关概念、基本原理和基本定理有一定认识和掌握,并能够熟练地用来计算简单梁、扭转圆轴和简单拉压杆结构的位移,进而计算简单超静定问题的内力。
9.对于常用材料的基本力学性能及其测试方法有初步认识。
10. 对于电测实验应力分析的基本原理和方法有初步认识。
三、教学内容与教学要求1.绪论内容要求:了解材料力学的任务、变形固体的概念;理解变形固体的基本假设;熟悉杆件变形的基本形式分类。
重点:杆件的四种基本变形。
难点:理解变形固体的四个基本假设。
2.轴向拉伸和压缩内容要求:①了解轴向拉伸和压缩的概念、内力的概念及其分类。
②掌握轴向拉压内力的计算方法及内力图的绘制;理解应力的概念及其分布规律;正确计算横截面、斜截面的应力及变形计算。
交变载荷是指作用于结构物或设备上的具有周期性变化的负荷。
它可以是来自自然环境、人为操作或其他因素引起的,常见的交变载荷包括风荷载、地震荷载、交通荷载等。
在工程设计和结构分析中,准确评估和合理处理交变载荷对结构物或设备的影响至关重要。
以下是对交变载荷的定义及其相关内容的详细介绍。
一、交变载荷的定义交变载荷指的是在一定时间范围内以一定的频率和幅值变化的载荷。
与静态载荷相比,交变载荷具有周期性和变化性的特点,通常通过频率和振幅来描述。
交变载荷可以是单一频率的谐波载荷,也可以是多种频率的非谐波载荷,其形式多样且复杂。
二、交变载荷的类型1. 风荷载:风荷载是指由风引起的结构物受力情况。
风荷载具有周期性和变化性,与风速、风向、结构形状等因素密切相关。
在建筑、桥梁、塔吊等工程设计中,风荷载是一种常见的交变载荷。
2. 地震荷载:地震荷载是指由地震引起的结构物受力情况。
地震荷载具有极强的变化性和瞬时性,其频率和振幅较高。
在地震带地区的建筑、桥梁、隧道等工程设计中,地震荷载是一种重要的交变载荷。
3. 交通荷载:交通荷载是指由车辆行驶引起的结构物受力情况。
交通荷载具有周期性和变化性,与车辆类型、行驶速度、道路状况等因素相关。
在桥梁、道路、铁路等工程设计中,交通荷载是一种常见的交变载荷。
4. 振动荷载:振动荷载是指由机械设备、工业过程等引起的结构物受力情况。
振动荷载具有周期性和变化性,与设备运行状态、振动频率、振幅等因素相关。
在机械工程、建筑工程等领域,振动荷载是一种重要的交变载荷。
三、交变载荷的影响1. 动力响应:交变载荷会引起结构物产生动力响应,即结构物在交变载荷作用下的振动情况。
动力响应与载荷频率、振幅、结构刚度、阻尼等因素有关,需要进行动力分析和振动控制。
2. 疲劳破坏:交变载荷是结构物疲劳破坏的主要原因之一。
由于交变载荷的周期性和变化性,结构物在长期交变载荷作用下容易发生累积损伤,导致疲劳破坏。
因此,对于承受交变载荷的结构物,需要进行疲劳寿命分析和疲劳强度设计。
交变弯曲载荷
交变弯曲载荷通常指的是在周期性变化的弯曲应力作用下,构件所承受的载荷。
交变弯曲载荷是疲劳问题的一部分,它涉及到结构或机械构件在反复载荷作用下的响应和破坏模式。
以下是一些关键点:
交变应力:交变应力是指随时间作周期性变化的应力,它可以是稳定的,也可以是不稳定的。
稳定交变应力的最大应力和最小应力保持恒定,而不稳定交变应力的最大应力和最小应力会随时间变化。
疲劳破坏:在交变应力作用下,即使最大应力低于材料的屈服极限,构件也可能在长期重复载荷后发生疲劳破坏。
这种破坏通常没有明显的塑性变形预警,并且断裂是突然发生的。
动载荷与交变载荷:动载荷通常指的是由于加速度或冲击引起的载荷,而交变载荷则特指那些周期性变化的载荷。
在工程力学中,这些载荷的计算方法可能会有所不同,但它们都会对构件的强度和寿命产生影响。
工程应用:在工程设计中,轴类零件就是一个常见的承受交变弯曲应力的例子。
它们不仅承受弯曲应力,还可能承受扭转应力和一定的冲击载荷。
因此,对这些构件的设计需要考虑它们的疲劳强度和失效模式。
交变弯曲载荷的分析对于确保工程结构和机械部件的安全运行至关重要。
工程师需要通过精确的计算和实验测试来评估材料在这些条件下的性能,并据此设计出能够承受预期工作寿命内所有载荷的产品。