受冲击荷载作用时构件的应力和变形计算
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第一章测试1【判断题】(10分)强度问题为构件抵抗破坏的能力。
A.错B.对2【判断题】(10分)材料力学的基本任务为强度、刚度和稳定性。
A.对B.错3【判断题】(10分)杆件的四种基本变形为轴向受拉、轴向受压、扭转和弯曲。
A.对B.错4【判断题】(10分)外力作用在杆件轴线上时发生轴向拉压变形。
A.错B.对5【单选题】(10分)材料力学的研究对象为?A.质点系B.刚体C.质点D.可变形固体6【单选题】(10分)在荷载作用下,构件应不至于破坏(断裂或失效),即具有抵抗破坏的能力。
这一问题属于?A.稳定性问题B.刚度问题C.强度问题7【单选题】(10分)在荷载作用下,构件所产生的变形应不超过工程上允许的范围,即具有抵抗变形的能力。
这一问题属于?A.稳定性问题B.强度问题C.刚度问题8【单选题】(10分)承受荷载作用时,构件在其原有形态下的平衡应保持为稳定的平衡。
这一问题属于?A.刚度问题B.强度问题C.稳定性问题9【单选题】(10分)构件的强度、刚度和稳定性问题均与所用材料的什么有关?A.受力状态B.构件体系特点C.力学性能10【多选题】(10分)材料力学的基本任务为?A.强度问题B.稳定性问题C.刚度问题第二章测试1【判断题】(10分)杆件轴力图的绘制方法可采用截面法,截面法步骤可分为一截二代三平衡,其中平衡方程中力的正负号与轴力正负号规定准则一致。
A.错B.对2【判断题】(10分)轴力图可以清晰展示轴力沿着杆件各个横截面内力的分布规律。
A.对B.错3【判断题】(10分)弹性模量的单位为帕A.错B.对4【判断题】(10分)拉压超静定问题求解过程中需补充变形协调方程。
A.错B.对5【判断题】(10分)静定结构构件体系在温度作用下也会产生温度内力和应力。
A.错B.对6【单选题】(10分)轴向拉压变形时,哪个截面上的切应力最大。
A.45度斜截面上B.横截面C.60度斜截面上D.30度斜截面上7【单选题】(10分)屈服阶段的强度指标为?A.屈服应力B.比例极限C.弹性极限D.强度极限8【单选题】(10分)轴向拉压变形会在横截面上产生何种应力分量?A.正应力B.全应力C.切应力9【多选题】(10分)轴向拉压变形时,斜截面应力分量包含有?A.切应力B.正应力10【多选题】(10分)低碳钢单轴拉伸时,应力应变关系曲线的弹性阶段包含?A.非比例阶段B.强化阶段C.线性比例阶段D.颈缩阶段第三章测试1【判断题】(10分)薄壁圆筒扭转时横截面形状与大小均发生变化A.错B.对2【判断题】(10分)圆轴扭转时,圆周线大小、形状和间距均保持不变。
《低速冲击荷载作用下叠合构件力学性能数值模拟》篇一一、引言随着现代建筑技术的发展,叠合构件因其具有高强度、高韧性、优良的耐久性等特点,在各类工程结构中得到了广泛应用。
然而,在低速冲击荷载作用下,叠合构件的力学性能研究仍显不足。
本文旨在通过数值模拟的方法,对低速冲击荷载作用下的叠合构件进行力学性能分析,以期为实际工程提供理论依据和指导。
二、数值模拟方法本文采用有限元法进行数值模拟。
有限元法是一种将连续体离散成有限个单元的数值分析方法,适用于复杂结构力学性能的分析。
在模拟过程中,通过建立叠合构件的有限元模型,施加低速冲击荷载,对叠合构件的应力、应变、位移等力学性能进行数值分析。
三、模型建立与参数设置(一)模型建立根据实际工程中的叠合构件尺寸、材料性能等参数,建立有限元模型。
模型包括叠合构件的上部、下部及连接部分,考虑到实际工程中的边界条件,还需建立相应的支撑结构。
(二)参数设置在模拟过程中,需设置低速冲击荷载的参数,如冲击速度、冲击角度、冲击时间等。
同时,还需设置叠合构件的材料参数,如弹性模量、泊松比、屈服强度等。
此外,还需考虑模型的网格划分、边界条件等因素。
四、数值模拟结果与分析(一)应力分布在低速冲击荷载作用下,叠合构件的应力分布呈现明显的特征。
通过数值模拟,可以清晰地观察到叠合构件在冲击过程中的应力变化情况。
在冲击点附近,应力集中现象明显,随着距离的增加,应力逐渐减小。
同时,不同部位的叠合构件应力分布也存在差异。
(二)位移变化在低速冲击荷载作用下,叠合构件的位移变化也是重要的力学性能指标。
通过数值模拟,可以观察到叠合构件在冲击过程中的位移变化情况。
在冲击点附近,位移变化最为明显,随着距离的增加,位移逐渐减小。
同时,不同部位的叠合构件位移变化也存在差异。
(三)能量变化在低速冲击过程中,能量是不断变化的。
通过数值模拟,可以观察到叠合构件在冲击过程中的能量变化情况。
在冲击初期,系统能量主要来自于外力做功;随着冲击的进行,部分能量转化为内能、弹性势能等。
判断题20.(√)100×80×8表示不等边角钢的长边宽为100mm ,短边宽80mm ,厚8mm 。
A19.( × )按脱氧方法,钢分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢,其中沸腾钢脱氧最充分。
49.( √ )按脱氧方法,钢分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢,其中沸腾钢脱氧最差。
C1(√)承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载的状态。
84(×)承载能力极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏。
6.(√)承压型高强度螺栓连接以螺栓被剪坏或承压破坏作为连接承载能力的极限状态。
36.(×)承压型高强度螺栓连接只依靠被连接板件间强大的摩擦阻力承受外力,以摩擦阻力被克服作为连接承载能力的极限状态。
13 (×)承受轴心荷载的构件称为受弯构件。
28.(√)承受横向荷载的构件称为受弯构件。
35(√)承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接,当应力变化的循环次数n 4105⨯≥ 次时,应进行疲劳验算。
79.(×)承受静力荷载的焊接工字钢梁,当腹板高厚比 y w f t h 2351700≥时,利用腹板屈曲后强度,腹板应配置纵向加劲肋。
14.(√)采用加大梁的截面尺寸来提高梁的整体稳定性,以增大受压翼缘的宽度最有效。
29.(×)采用加大梁的截面尺寸来提高梁的整体稳定性,但增大受压翼缘的宽度是无效的。
100.(×)采用角焊缝连接的板件必须坡口,焊缝金属不可直接填充在由被连接板件星辰的直角或斜角区域内。
5.(√)长期承受频繁的反复荷载的结构及其连接,在设计中必须考虑结构的疲劳问题。
93.(×)槽钢分为普通钢和轻型钢,其编号的依据是其截面宽度(单位m )。
99.(×)侧面角焊缝主要承受剪力,塑性较差,但弹性磨具较高,强度也高。
构件应力知识点总结大全一、应力的定义应力是单位面积的内部分子间或分子与外力之间的相互作用力,通常表示为F/A,其中F 是力的大小,A是力作用的面积。
应力是衡量材料承受外部载荷的能力,是材料内部原子和分子间的相互作用,是导致应变的根本原因。
二、应力的分类1. 拉伸应力:指材料在拉伸载荷作用下的应力,通常表示为σ=F/A,其中F是施加的拉伸力,A是截面积。
2. 压缩应力:指材料在压缩载荷作用下的应力,通常表示为σ=F/A,其中F是施加的压缩力,A是截面积。
3. 剪切应力:指材料在受到剪切力作用下的应力,通常表示为τ=F/A,其中F是施加的剪切力,A是受力面积。
4. 弯曲应力:指材料在受弯曲载荷作用下的应力,通常表示为σ=Mc/I,其中M是弯矩,c 是截面离轴心的距离,I是截面的惯性矩。
三、构件的设计应力1. 构件在使用过程中会受到各种外部载荷的作用,包括静载荷、动载荷和温度载荷等,设计时需要考虑这些载荷对构件的影响。
2. 构件设计应力需要满足安全性、可靠性和经济性的要求,通常需要考虑极限状态和使用状态下的应力情况。
3. 构件设计应力还需要考虑疲劳寿命、屈服强度、断裂韧性等材料性能的影响,以保证构件在使用寿命内不发生疲劳破坏。
四、构件的应力分析方法1. 理论计算:包括静力计算、动力计算和温度应力计算等,可以通过数学模型和力学原理进行应力分析。
2. 数值模拟:包括有限元分析、计算流体动力学等,可以通过计算机模拟构件受力情况,得到应力分布和变形情况。
3. 实验测试:包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等,可以通过实验手段直接测量构件的应力和应变情况。
五、构件的应力优化设计1. 材料选型:选择合适的材料可以提高构件的强度和刚度,减小应力集中和减轻构件的重量。
2. 结构设计:合理的结构设计可以改善构件受力的状态,减小应力集中和提高构件的承载能力。
3. 衬垫和支承:采用合适的衬垫和支承结构可以改善构件的应力分布,减小应力集中和延长构件的使用寿命。
抗冲击计算抗冲击计算是在工程设计中非常重要的一项计算。
它涉及到对承载结构或材料在冲击荷载作用下的强度和稳定性进行评估。
以下是关于抗冲击计算的相关参考内容。
一、抗冲击计算的基本原理抗冲击计算的基本原理是通过将冲击荷载转化为应力和变形来评估结构或材料的抗冲击能力。
计算过程主要包括以下几个步骤:1. 确定冲击荷载:通过对冲击来源和冲击作用时间的分析,确定冲击荷载的大小和作用方式。
2. 确定结构或材料的特性:包括结构的材料性能、几何形状和边界条件等。
3. 进行计算模型的建立:根据问题的具体要求,选择适当的计算模型,如有限元模型等。
4. 进行数值计算:根据计算模型进行数值计算,求解结构或材料在冲击荷载作用下的应力和变形。
5. 进行评估和判断:将计算结果与结构或材料的抗冲击能力要求进行比较,评估结构或材料在冲击荷载下的安全性能。
二、抗冲击计算的相关参数和方法在抗冲击计算中,需要考虑的相关参数和方法包括:1. 冲击荷载的特性:冲击荷载的大小、方向和作用时间等。
2. 结构或材料的强度特性:包括抗弯强度、抗剪强度、抗拉强度等。
3. 材料的应力-应变关系:根据材料的力学性能(如应力-应变曲线)确定材料在冲击荷载作用下的变形特性。
4. 数值计算方法:常用的数值方法有有限元法、离散元法等,通过建立几何形状和边界条件的数学模型,将冲击荷载和结构或材料的强度特性转化为数值计算问题。
5. 安全评估方法:可以采用安全系数法、可靠度分析等方法进行安全评估和判断。
三、实际应用和案例分析抗冲击计算在实际工程中具有广泛的应用。
例如,在车辆碰撞测试中,可以通过模拟车辆碰撞情况,计算车辆车身结构在碰撞过程中的应力和变形情况,以评估车身结构的抗冲击能力。
同样,在建筑物设计中,可以通过抗冲击计算评估建筑物在地震荷载作用下的强度和稳定性。
通过数值计算,可以确定各结构构件的最大应力和变形情况,以及评估结构的抗震性能。
此外,抗冲击计算还可应用于金属材料的冲压和塑性加工过程中,通过计算冲击荷载作用下的应力和变形,以确定金属材料的冲击强度和塑性变形能力。
冲击载荷系数冲击载荷系数是指结构在受到冲击荷载作用时的变形程度与荷载作用前结构的初始状态之比。
它是衡量结构抵抗冲击荷载能力的重要参数,对于工程设计和安全评估具有重要意义。
冲击载荷系数的计算通常需要考虑结构的材料性能、几何形状、荷载作用时间和荷载作用方式等因素。
在实际工程中,常用的计算方法有理论分析法、试验法和数值模拟法等。
下面将从这几个方面对冲击载荷系数进行阐述。
冲击载荷系数的计算需要考虑结构的材料性能。
不同材料的抗冲击能力是有差异的,一般来说,韧性材料比脆性材料更能承受冲击荷载。
因此,在计算冲击载荷系数时,需要考虑结构所使用的材料的韧性指标,如断裂韧性、冲击韧性等。
冲击载荷系数的计算还需要考虑结构的几何形状。
不同的结构形状对冲击载荷的响应有不同的影响。
例如,圆形截面的结构比方形截面的结构更能承受冲击载荷,这是因为圆形截面具有更好的应力分布特性。
因此,在计算冲击载荷系数时,需要考虑结构的几何形状,并根据实际情况选择合适的计算方法。
冲击载荷系数的计算还需要考虑荷载作用时间和荷载作用方式。
不同的荷载作用时间和荷载作用方式对结构的冲击响应有不同的影响。
例如,瞬时冲击荷载比持续冲击荷载更容易导致结构的破坏。
因此,在计算冲击载荷系数时,需要考虑荷载作用时间和荷载作用方式,并根据实际情况选择合适的计算方法。
冲击载荷系数是衡量结构抵抗冲击荷载能力的重要参数,其计算需要考虑结构的材料性能、几何形状、荷载作用时间和荷载作用方式等因素。
对于工程设计和安全评估来说,准确计算冲击载荷系数是保证结构安全可靠的基础。
因此,我们在进行工程设计和安全评估时,应该充分考虑冲击载荷系数的计算,并根据实际情况选择合适的计算方法,以确保结构能够承受冲击荷载的作用。
冲击响应计算范文冲击响应计算是指在外界冲击作用下,结构物的响应情况进行计算和分析的方法。
冲击是指外界力短暂作用于结构物上并迅速消失的一种力,通常具有较大的幅值和较短的持续时间。
冲击响应计算的目的是确定结构物在冲击载荷下的位移、应力以及动力特性,从而评估结构物的安全性和可靠性。
1.冲击载荷的确定:冲击载荷是决定结构物响应的重要因素,通常可以根据实际情况进行测量或者根据理论模型进行分析和估计。
常见的冲击载荷包括冲击锤、爆炸、撞击等。
2.结构物的动力特性:结构物的动力特性包括质量、刚度和阻尼等,通常可以通过结构物的有限元模型进行建模和分析。
有限元分析可以得到结构物的固有频率、振型和模态质量等参数,从而预测结构物在冲击载荷下的响应。
3.冲击响应分析:冲击问题的求解通常可以通过基于动力学原理的等效静力分析方法进行求解。
等效静力分析方法将冲击载荷转化为等效的静力荷载,然后采用传统的静力分析方法进行计算。
常见的等效静力分析方法包括增量动力分析法、切割平移法等。
4.结构物的响应评估:根据冲击响应计算的结果,可以评估结构物在冲击载荷下的变形、应力和位移等情况。
通常需要对结构物的破坏性位移、应力和变形进行评估,以判断结构物的安全性和可靠性。
冲击响应计算在工程领域中具有广泛的应用,特别是在航空航天、汽车、建筑等领域。
通过冲击响应计算可以优化设计,提高结构物的抗冲击性能,降低事故和灾难发生的风险。
同时,冲击响应计算也为结构物的维护和修复提供了重要的依据。
总之,冲击响应计算是一种重要的工程分析方法,可以用来评估结构物在冲击载荷下的响应情况。
冲击响应计算涉及到冲击载荷的确定、结构物的动力特性分析、冲击响应分析以及结构物的响应评估等方面。
通过合理的冲击响应计算,可以优化设计和提高结构物的抗冲击性能。