在区分一个问题是属于静力学问题还是动力学问题的时候,很多小伙伴有一种认识误区,即:静载不随时间变化,动载随时间变化。实际上,这种观点是不正确的。
首先,静载也是随时间变化的,这一点估计很多人一开始会有点理解不到位。
静载是否随时间变化?答案是静载一定是随时间变化的。为什么是这样呢?
一个弹簧,自由端承受静载F作用,并产生形变Δ,那么这个F显然是一个时变荷载,这一点相信很多中学生都清楚。这是因为,这个F必然是由0开始逐渐施加并最终达到F。在此过程中,力和变形一直成正比,这也正是弹簧的性质。在此过程中,力随时间变化的曲线类似与下面的这个图形,图中的tr称为荷载的上升时间。

因此,在整个过程中,变力F做的功为FΔ/2。
如果弹簧的刚度系数为k,则F=kΔ,弹簧的弹性变形能可写为kΔ2/2。
请注意,这里的1/2恰恰就表明F是一个随时间变化的力。
实际上,根据结构动力学,对单自由度系统在上述具有有限上升时间tr的荷载作用下进行的响应分析表明,当tr>3T时,就不会引起显著的动力效应,可视作静载处理。其中,T为系统的自振周期。
由此可见,静载本质上都是随时间变化的,随时间变化的荷载并不一定要按动载来处理。是否随时间变化并不是也不应作为静载与动载的根本区别。
怎么样,各位小伙伴,你们明白了吗?