Тема 19. Динамические задачи сопротивления материалов. Расчеты на прочность и жесткость с учетом сил инерции, при ударе и колебаниях

19.1. Актуальность проблемы. Определение и классификация динамических задач

В предыдущих разделах курса в основном рассматривались методы расчетов на прочность и жесткость деформируемых тел, находящихся под действием статически уравновешенной системы сил и при статическом нагружении. В таком случае активные силы изменяются плавно, так что ускорения точек тела малы и инерционными силами, по сравнению с активными силами, можно пренебречь. Если система сил, действующих на тело, статически не уравновешена, то возникает движение всего тела и отдельных его точек, ускорения при этом могут быть достаточно велики, а инерционные силы сопоставимы по величине с активными силами или даже их превышают. Так, при больших скоростях вращения возникают значительные центростремительные ускорения в дисках и лопатках турбин, большие линейные ускорения возникают в элементах конструкции ЛА при его маневрировании.

Задачи расчета элементов конструкции, отдельные точки которых или элемент в целом перемещаются с ускорениями, называют динамическими задачами сопротивления материалов. Условно динамические задачи подразделяют на классы.

1. Если по условиям работы конструкции силы, а следовательно, и ускорения не изменяются во времени или изменяются плавно и монотонно, то, определяя ускорения, а затем и силы инерции, динамическую задачу в соответствии с принципом Даламбера можно свести к статической задаче, когда в число активных сил включают и силы инерции (нагружение лопасти несущего винта). Такой тип задач - задачи на учет сил инерции.

2. Если действующие на конструкцию силы изменяются во времени не монотонно, а например, периодически, то могут возникать колебания конструкции. В этом случае приходится анализировать движение конструктивных элементов, устанавливать закон движения и определять перемещения, а затем и напряжения. Этот тип задач относится к задачам на колебания.

3. В ряде случаев нагрузки действуют в течение достаточно короткого промежутка времени, т.е. возрастают резко. Такие нагрузки называют ударными, а соответствующий класс задач расчетами на удар. Ударное нагружение возникает, например, в случае удара по упругому элементу конструкции некоторого тела, движущегося с определенной скоростью. Сила, возникающая в момент соударения, неизвестна, а скорость ударяющего тела и характер удара (упругий или неупругий) известны.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: