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文档简介

材料力学第九章压杆稳定§9–1

压杆稳定性的概念构件的承载能力:①强度②刚度③稳定性

工程中有些构件具有足够的强度、刚度,却不一定能安全可靠地工作。F压杆失稳与临界压力:1.理想压杆:材料绝对理想;轴线绝对直;压力绝对沿轴线作用。2.压杆的稳定平衡与不稳定平衡:FF(较小)压弯F(较小)恢复轴压直线平衡曲线平衡直线平衡QF(特殊值)压弯失稳曲线平衡曲线平衡F(特殊值)保持常态、稳定失去常态、失稳QQQ压杆失稳的现象:1.

轴向压力较小时,杆件能保持稳定的直线平衡状态;2.

轴向压力增大到某一特殊值时,直线不再是杆件唯一的平衡状态;稳定:理想中心压杆能够保持稳定的(唯一的)(Stable)直线平衡状态;失稳:理想中心压杆丧失稳定的(唯一的)直(Unstable)线平衡状态;压杆失稳时,两端轴向压力的特殊值临界力(Criticalforce)FwFFMFFxlFwxl§9-2两端铰支细长压杆的临界载荷FxlFwxlF两端铰支细长压杆临界压力的欧拉公式§9-3其他支座条件下细长压杆的临界载荷FcrFcrFcrFcr

例:圆截面的细长压杆,材料、杆长和杆端约束保持不变,若将压杆的直径缩小一半,则其临界力为原压杆的_____;若将压杆的横截面改变为面积相同的正方形截面,则其临界力为原压杆的_____。

例:五根直径都为d的细长圆杆铰接构成平面正方形杆系ABCD,边长为a,若各杆材料相同,弹性模量为E。求图(a)、(b)所示两种载荷作用下杆系所能承受的最大载荷。例:图示结构,①、②两杆截面和材料相同,为细长压杆。确定使载荷F为最大值时的θ角(设0<θ<π/2)。②①CL13TU14F②①F②①F§9-4欧拉公式的适用范围与经验公式一、欧拉公式的适用范围压杆的长细比压杆的柔度计算压杆的临界应力的欧拉公式

在推导欧拉公式时,使用了挠曲线的近似微分方程在推导该方程时,应用了胡克定律。因此,欧拉公式也只有在满足胡克定律时才能适用:欧拉公式的适用范围:满足该条件的杆称为细长压杆或大柔度压杆

对A3钢,当取E=206GPa,σp=200MPa,则所以,只有压杆的长细比λ≥100时,才能应用欧拉公式计算其临界压力。

当压杆的长细比λ<λp时,临界应力大于材料的比例极限,欧拉公式已不适用,属于超比例极限的压杆稳定问题,。在工程上,一般采用经验公式。在我国的设计手册和规范中给出的是直线公式和抛物线公式。直线公式式中a、b是与材料性质有关的系数。二、经验公式下面考虑经验公式的适用范围:经验公式的适用范围对于塑性材料:中柔度杆或中长压杆若为脆性材料,改为改为对于λ<λs的杆,不存在失稳问题,应考虑强度问题经验公式中,抛物线公式的表达式为式中 也是与材料性质有关的系数,可在有关的设计手册和规范中查到。三、临界应力总图或小柔

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