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由于冲击载荷而储存的应变能

我们正在讨论应变能,弹性,证明弹性和弹性模量在我们最近的帖子中,我们也讨论过 当载荷逐渐施加时,应变能储存在体中 当载荷突然施加时,应变能储存在体中 在我们之前的帖子中。

今天我们将借助这篇文章来讨论在冲击载荷作用下储存在物体中的应变能。

早先我们讨论的是受突然施加的荷载作用的物体,但在这种情况下我们考虑的是受冲击荷载作用的物体。

让我们看看下图,我们可以看到一个竖条固定在上端,在竖条的下端有衣领。让我们假设,如图所示,一个荷载从h的高度落在竖条的领子上。
这样一种加载情况可以认为是一个受冲击载荷的物体,让我们考虑,由于冲击载荷P,杆将有x的延伸。

我们将在这里找出由于冲击载荷在身体中引起的应力,同时我们也将讨论这种情况下的应变能。

为了便于理解,让我们一步一步来,但是如果有任何问题,我们可以在这篇文章下面的评论框中讨论。

我们从上面的图中得到以下信息,一个物体受到冲击载荷。

σ=冲击载荷在机体内产生的应力
E =物体材料的杨氏弹性模量
A=身体的横截面积
P =冲击载荷
x =物体的变形或伸长,即竖杆
L =主体长度,即竖条
V=体的体积,即竖条=洛杉矶
应变能量储存在人体即竖条

正如我们已经讨论过的,当物体在其弹性极限内受到载荷时,载荷在使物体变形时所做的功等于储存在物体内的应变能。

储存在垂直杆中的应变能=载荷使垂直杆变形时所做的功
储存在竖条中的应变能=荷载x位移
垂直杆中储存的应变能= p (h + x)
U = p (h + x)

正如我们所知道的,应变能储存在体内U将由以下表达式提供,正如这里提到的。
现在,我们将利用胡克定律的概念,用应力、物体的长度和物体的杨氏模量来确定延伸x的值。

根据胡克定律

在弹性极限范围内,施加在弹性材料上的应力将与外载荷产生的应变成方向比例,从数学上我们可以在这里写下上述定律。

应力= e
E在哪里 材料的弹性模量
σ = e .ε
σ = e (x / L)
x = σ .L / E

让我们使用上述方程中扩展或变形x的值,我们将得到。

一旦我们得到了垂直杆在冲击荷载作用下产生的应力(σ)值,我们就很容易确定垂直杆在冲击荷载作用下储存的应变能值。

我们将讨论由于剪应力而储存在物体中的应变能在下一篇文章中。

参考:

材料强度,由R. K. Bansal
图片由:谷歌

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7评论:

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