動載荷是指隨時間作明顯變化的載荷，即具有較大載入速率的載荷，包括短時間快速作用的衝擊載荷（如空氣錘）、隨時間作周期性變化的周期載荷（如空氣壓縮機曲軸）和非周期變化的隨機載荷（如汽車發動機曲軸）。
基本介紹
- 中文名：動載荷
- 外文名：dynamic load
- 分類：衝擊載荷、周期載荷和非周期載荷
- 套用：內燃機的連桿、機器的飛輪等
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簡介
在工程實際中，有多高速運行的構件，如渦輪機的長葉片旋轉時由離心慣性力引起的應力可達相當大的數值；高速轉動的砂輪由於離心慣性力而有可能炸裂；汽錘在鍛造坯件時，瞬間的衝出載荷能使錘桿的應力高出靜應力幾倍到幾十倍。這種由加速度引起的載荷一般稱為動載荷。
動荷問題
一般加速度問題
一般加速度問題（包括線加速與角加速），此時尚未引起材料性質的改變，仍可用靜荷強度的許用應力，處理此類問題的基本方法是達朗伯原理。
衝擊問題
構件受極大速度的衝擊載荷作用，將引起材料力學性能的很大改變。由於問題的瞬時性與複雜性，工程上常採用基於能量守恆原理的能量法進行簡化分析計算。
振動與疲勞問題
構件內材料質點的應力作周期性變化。它將引起材料強度的明顯變化，並導致構件疲勞破壞。
動載荷與靜載荷
構件所承受的載荷由零開始緩慢地增加到某一值後，就保持不變，在載入過程中，構件內各點的加速度很小，可以忽略不計。因此，可認為構件自始至終處於平衡狀態。這類問題稱為靜載荷問題。
聯繫
試驗結果表明，材料在動載荷下的彈性性能基本上與靜載荷下的相同，因此，只要應力不超過比例極限，胡克定律仍適用於動載荷下應力、應變的計算，彈性模量也與靜載荷下的數值相同。
區別
靜載荷和動載荷對於構件的作用是不同的。例如起重機中以加速度提升的繩索。當物體靜止不動或以等速上升時，繩索所受拉力等於物體的重量，物體的重量對繩索為靜載荷作用。但是如果繩索吊著物體以加速度上升，繩索就要受到較大的拉力。這時物體的重力便引起了動載荷作用。
動載荷套用
在工程中，構件受動載荷作用的例子很多。例如，內燃機的連桿、機器的飛輪等，在工作時它們的每一微小部分都有相當大的加速度，因此是動載荷問題。當發生碰撞時，載荷在極短的時間內作用在構件上，在構件中所引起的應力可能很大，而材料的強度性質也與靜載荷作用時不同，這種應力稱為衝擊應力。此外，當載荷作用在構件上時，如果載荷的大小經常作周期性的改變，材料的強度性質也將不同，這種載荷作用下的應力成為交變應力。
動載荷計算
物體一般加速度時的動荷問題
慣性力與動靜法：做加速度運動物體的慣性力大小等於物體的質量m和加速度a的乘積，方向與a相反。假想在每一具有加速度的運動質點上加上慣性力，則物體（質點系）作用的原力系與慣性力系將組成平衡力系。這樣就可以把動力問題形式上作為靜力學問題來處理，這就是達朗伯原理。
衝擊問題
工程上採用偏於保守的能量平衡方程來近似估算被衝擊物與受衝擊物所受衝擊載荷與衝擊應力。衝擊系統能量平衡方程：
