【陆工总结材料力学考试重点】之(第7章)
压杆的稳定性问题
1、压杆稳定性的特点?
答:
1)杆件两端受轴向压缩载荷作用:2)杆子比较细长:3)产生弯曲变形.
2、细长压杆的平衡状态?
答:在F的作用下,压杆存在两种平衡状态:直线平衡状态,弯曲平衡状态.
Fer称为临界载荷,即使杆件恰好由直杆变为曲杆的压缩载荷.压杆稳定性问题的关键就是求临界载荷Fer.
3、细长压杆的临界载荷一欧拉公式?
答:细长压杆的临界载荷公式(欧拉公式):
式中:L为压杆的实际长度,μ为长度系数,uL为压杆的相当长度(有效长度),1为压杆横截面对中性轴的惯性矩,E为弹性模量.
注意:对于上图所示矩形截面压杆,有两种弯曲可能,在xz面弯曲,或yx面弯曲,具体在哪个面弯曲,取决于惯性矩1=和ly=h的大小.12
若ly>Iz,则在xz平面内弯曲:若l>ly,则在xy平面内弯曲:
即采用Fr= (μL)2 ²E1: 计算细长压杆的临界载荷时,1取Iy、L里面的较小值.
4、不同约束的长度系数u值?
1)对于图a):细长压杆的一端为固定端约束,一端为自由端,μ=2
2)对于图b):细长压杆的两端均为铰链约束,μ=1
3)对于图c):细长压杆的一端为固定端约束,一端为铰链约束,μ=0.7
4)对于图d):细长压杆的两端均为固定端约束,μ=0.5
约束的强弱程度顺序:固定端约束>铰链约束>自由端约束
可知:约束程度越强,则u值越小.
5、临界正应力总图?
答:根据不同压杆临界正应力oer与长细比入之间的关系绘成图,即可得到压杆的临界正应力总图:
结论:杆子长细比入越大,临界正应力aer(临界载荷Fer=arA)越小,则杆子越容易弯曲(实际经验也可知道,杆子越细越长,则越容易被压弯).
6、压杆的稳定性计算?
答:设压杆的临界载荷为Fer,压杆实际承受的工作载荷为F,定义安全系数:n=(可知,对于固定的压杆,其临界载荷为一固定值,则实际承受的工作载荷越小,安全系数就越大,压杆也就越安全),出于工程安全的考虑,假设压杆所允许的工作安全系数为[n]st(大于1的数),则实际操作中就必须满足: