材料力学 第十章 压杆稳定问题
- 格式:ppt
- 大小:5.81 MB
- 文档页数:75
材料力学压杆稳定材料力学是研究物质内部力的作用和变形规律的一门学科。
在材料力学中,压杆稳定是一个重要的概念,它涉及到杆件在受压作用下的稳定性问题。
本文将围绕材料力学中的压杆稳定问题展开讨论,旨在帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
首先,我们需要了解什么是压杆稳定。
在材料力学中,压杆稳定是指杆件在受到压力作用时不会发生失稳现象,保持原有形状和结构的能力。
对于一个长细杆件来说,当受到外部压力作用时,如果其稳定性不足,就会出现侧向挠曲或屈曲等失稳现象,这将导致结构的破坏。
因此,压杆稳定是材料力学中一个至关重要的问题。
接下来,我们将从材料的选择、截面形状和支撑条件等方面来探讨如何提高压杆的稳定性。
首先,材料的选择对于压杆稳定至关重要。
一般来说,高强度、高刚度的材料更有利于提高压杆的稳定性。
此外,材料的表面质量和加工工艺也会对压杆的稳定性产生影响,因此在实际工程中需要对材料的选择和加工过程进行严格控制。
其次,截面形状也是影响压杆稳定性的重要因素。
通常情况下,圆形截面是最有利于抵抗压力的,因为圆形截面能够均匀分布受力,减小局部应力集中的可能性。
相比之下,矩形或其他非圆形截面的压杆在受到压力作用时往往稳定性较差,容易发生失稳现象。
最后,支撑条件也是影响压杆稳定性的关键因素之一。
压杆的支撑条件直接影响其在受力时的变形和稳定性。
合理的支撑设计能够有效地提高压杆的稳定性,减小失稳的可能性。
综上所述,材料力学中的压杆稳定是一个复杂而重要的问题,需要综合考虑材料的选择、截面形状和支撑条件等因素。
只有在这些方面都做到合理设计和严格控制,才能保证压杆在受力时不会发生失稳现象,从而确保结构的安全可靠。
希望本文能够帮助读者更好地理解和掌握材料力学中压杆稳定的相关知识,为工程实践提供一定的参考价值。
同时,也希望读者能够在实际工程中注重压杆稳定性的设计和控制,确保结构的安全可靠。
材料力学压杆稳定材料力学是研究物质在外力作用下的形变和破坏规律的学科。
在材料力学中,压杆是一种常见的结构元素,它能够承受压缩力,用来支撑、传递和稳定结构的荷载。
压杆的稳定性是指在外力作用下,压杆不会发生失稳或破坏。
稳定性的分析对于设计和使用压杆结构具有重要意义,可以保证结构的安全可靠性。
本文将从材料的稳定性理论出发,探讨压杆稳定的原理和影响因素。
压杆的稳定性主要受到两种力的影响:压缩力和弯曲力。
压缩力使得杆件在长轴方向上缩短,而弯曲力使得杆件发生侧向的弯曲变形。
这两种力的作用会引起杆件在截面上的应力分布,当这些应力达到一定的极限时,杆件就会发生失稳或破坏。
为了保证压杆的稳定性,需要考虑以下几个因素:1.杆件的形状和尺寸:杆件的形状和尺寸是影响压杆稳定性的重要因素。
一般来说,杆件的截面形状应当是圆形或类圆形,这样能够均匀地分配应力,在承受压力时能够更好地抵抗失稳。
此外,杆件的直径或截面积也应当足够大,以提高材料的稳定性。
2.材料的性质:材料的性质对杆件的稳定性有着重要的影响。
一般来说,杆件所使用的材料应当具有足够的强度和刚度。
强度可以提供杆件抵抗失稳的能力,而刚度可以减小失稳时的弯曲变形。
此外,材料应当具有足够的韧性,以防止杆件发生断裂。
3.杆件的支撑条件:杆件的支撑条件也会对稳定性产生影响。
一般来说,杆件的两端应当进行良好的支撑,以减小弯曲变形和失稳的发生。
支撑条件可以通过适当的连接方式、支撑点的设置和钢结构的设计来实现。
4.外力的作用:外力的作用是导致杆件发生失稳的主要原因。
外力可以包括静力荷载、动力荷载和温度荷载等。
在设计和使用压杆结构时,需要对外力进行充分的分析和计算,确保结构在外力作用下能够稳定运行。
总之,压杆的稳定性是确保结构安全可靠性的重要因素。
在材料力学中,通过对压杆受力和形变规律的分析,可以找到保证压杆稳定的途径和措施。
合理选择杆件的形状和尺寸,使用适当的材料,提供良好的支撑条件,并进行准确的外力分析和计算,可以有效地提高压杆的稳定性,确保结构的安全运行。
第10章压杆稳定学习目标:1.了解失稳的概念、压杆稳定条件及其实用计算;2.理解压杆的临界应力总图;3.掌握用欧拉公司计算压杆的临界荷载与临界应力。
对承受轴向压力的细长杆,杆内的应力在没有达到材料的许用应力时,就可能在任意外界的扰动下发生突然弯曲甚至导致破坏,致使杆件或由之组成的结构丧失正常功能,此时杆件的破坏不是由于强度不够引起的,这类问题就是压杆稳定问题。
本章主要从压杆稳定的基本概念、不同支撑条件下的临界力、欧拉公式的适用条件以及提高压杆稳定性的措施方面加以介绍。
第一节压杆稳定的概念在研究受压直杆时,往往认为破坏原因是由于强度不够造成的,即当横截面上的正应力达到材料的极限应力时,杆才会发生破坏。
实验表明对于粗而短的压杆是正确的;但对于细长的压杆,情况并非如此。
细长压杆的破坏并不是由于强度不够,而是由于杆件丧失了保持直线平衡状态的稳定性造成的。
这类破坏称为压杆丧失稳定性破坏,简称失稳。
一、问题的提出工程结构中的压杆如果失稳,往往会引起严重的事故。
例如1907年加拿大魁北克圣劳伦斯河上长达548m的大铁桥,在施工时由于两根压杆失稳而引起倒塌,造成数十人死亡。
1909年,汉堡一个大型储气罐由于其支架中的一根压杆失稳而引起的倒塌。
这种细长压杆突然破坏,就其性质而言,与强度问题完全不同,杆件招致丧失稳定破坏的压力比招致强度不足破坏的压力要少得多,同时其失稳破坏是突然性,必须防范在先。
因而,对细长压杆必须进行稳定性的计算。
二、平衡状态的稳定性压杆受压后,杆件仍保持平衡的情况称为平衡状态。
压杆受压失稳后,其变形仍保持在弹性范围内的称为弹性稳定问题。
如图110-所示,两端铰支的细长压杆,当受到轴向压力时,如果是所用材料、几何形状等无缺陷的理想直杆,则杆受力后仍将保持直线形状。
当轴向压力较小时,如果给杆一个侧向干扰使其稍微弯曲,则当干扰去掉后,杆仍会恢复原来的直线形状,说明压杆处于稳定的平衡状态(如图)-所示)。