压杆稳定校核
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压杆的稳定校核1.稳定性条件 ][st cr n FF n ≥= 2.计算步骤(1)计算最大的柔度系数λmax ;(2)根据λmax 选择公式计算临界应力;(3)根据稳定性条件,判断压杆的稳定性或 确定许可载荷。
例1 活塞杆由45号钢制成,E =210GPa ,σs =350MPa , σp =280MPa 。
长度l =703mm ,直径d =45mm 。
最大压力 F max = 41.6kN 。
规定稳定安全系数为 n st = 8-10 。
试校核其稳定性。
(a = 461MPa ,b = 2.568 MPa ) 活塞杆两端简化成铰支 解: μ = 1 截面为圆形 ==1pπ86E λσ4d A I i ==15.62λμλ<==i l不能用欧拉公式a = 461MPa ,b = 2.568 Mpa , λλ<=-=2.43s 2bσa ,可由直线公式计算临界应力。
λ2 < λ < λ1 MPa301cr =-=λb a σMPa478cr cr =⋅=A σF 活塞的工作安全因数][.st cr n F F n >==511所以满足稳定性要求。
例2 油缸活塞直经 D = 65mm ,油压 p =1.2MPa 。
活塞杆长度 l =1250mm ,材料为35钢, s =220MPa , E =210GPa ,[n st ] = 6。
试确定活塞杆的直经。
pD 活塞杆活塞d解:活塞杆承受的轴向压力为 N 39804π2=⋅=p D F 活塞杆承受的临界压力应为 N 23900st cr =⋅=F n F 把活塞的两端简化为铰支座pD 活塞杆活塞 d用试算法求直径(1)先由欧拉公式求直径 求得 d = 24.6mm ,取 d = 25mm 。
24222cr )(64ππ)(πl d E l EI F μμ==(2)用求得直径计算活塞杆柔度2004===d lil μμλ97πP 1==σE λ例3 AB的直径d=40mm,长l=800mm,两端视为铰支。
第九章 压杆稳定第一节 压杆稳定的概念对于一般的构件,其满足强度及刚度条件时,就能确保其安全工作。
但对于细长压杆,不仅要满足强度及刚度条件,而且还必须满足稳定条件,才能安全工作。
例如,取两根截面(宽300mm ,厚5mm )相同;其抗压强度极限40=c σMpa 的松木杆;长度分别为30mm 和1000mm ,进行轴向压缩试验。
试验结果,长为30mm 的短杆,承受的轴向压力可高达6kN (A c σ),属于强度问题;长为1000mm 的细长杆,在承受不足30N 的轴向压力时起就突然发生弯曲,如继续加大压力就会发生折断,而丧失承载能力,属于压杆稳定性问题。
如图9-1(a)所示,下端固定,上端自由的理想细长直杆,在上端施加一轴向压力P 。
试验发现当压力P 小于某一数值cr P 时,若在横向作用一个不大的干扰力,如图9-1b 所示,杆将产生横向弯曲变形。
但是,若横向干扰力消失,其横向弯曲变形也随之消失,如图9-1c 所示,杆仍然保持原直线平衡状态,这种平衡形式称为稳定平衡。
当压力cr P P =时,杆仍然保持直线平衡,但此时再在横向作用一个不大的干扰力,其立刻转为微弯平衡,但此时在,如图9-1d 所示,并且当干扰力消失后,其不能再回到原来的直线平衡状态,这种平衡形式称为不稳定平衡。
压杆由原直线平衡状态转为曲线平衡状态,称为丧失稳定性,简称失稳。
使压杆原直线的平衡由稳定转变为不稳定的轴向压力值cr P ,称为压杆的临界载荷。
在临界载荷作用下,压杆既能在直线状态下保持平衡,也能在微弯状态保持平衡。
所以,当轴向压力达到或超过压杆的临界载荷时,压杆将产生失稳现象。
图9-1在工程实际中,考虑细长压杆的稳定性问题非常重要。
因为这类构件的失稳常发生在其强度破坏之前,而且是瞬间发生的,以至于人们猝不及防,所以更具危险性。
例如:1907年,加拿大魁北克的圣劳伦斯河上一座跨度为548m 的钢桥,在施工过程中,由于两根受压杆件失稳,而导致全桥突然坍塌的严重事故;1912年,德国汉堡一座煤气库由于其一根受压槽钢压杆失稳,而致致使其破坏。