《压杆的稳定性.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压杆的稳定性.pptx（68页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第八章第八章 压杆的稳定性压杆的稳定性 8.1 8.1 8.1 8.1 受压杆件的稳定性问题受压杆件的稳定性问题受压杆件的稳定性问题受压杆件的稳定性问题 8.2 8.2 8.2 8.2 压杆的稳定性分析、欧拉公式压杆的稳定性分析、欧拉公式压杆的稳定性分析、欧拉公式压杆的稳定性分析、欧拉公式 8.3 8.3 8.3 8.3 压杆的临界应力、经验公式压杆的临界应力、经验公式压杆的临界应力、经验公式压杆的临界应力、经验公式第1页/共68页8.1 8.1 受压杆件的稳定性问题受压杆件的稳定性问题实例：实例：实例：实例：有一钢尺，长有一钢尺，长l300mm,横截面横截面b=20mm,h=0.5mm,弹性
2、模量弹性模量E=200GPa,=180MPa。受压力受压力F作用，试确定作用，试确定F的大小。的大小。而实际上仅施加很小的力时钢尺就弯了，不能承载而实际上仅施加很小的力时钢尺就弯了，不能承载了。了。如何解释？为何？如何解释？为何？如何解释？为何？如何解释？为何？FFFFlhb根据强度条件根据强度条件第2页/共68页20082008南方雪灾导致电塔倒塌南方雪灾导致电塔倒塌南方雪灾导致电塔倒塌南方雪灾导致电塔倒塌第3页/共68页l 前面各章节讨论了构件的前面各章节讨论了构件的强度强度和和刚度刚度问题。问题。本章讨论受压杆件的本章讨论受压杆件的稳定性稳定性问题。问题。l 稳定性问题的例子稳定性问题的
3、例子平衡形式突然改变平衡形式突然改变丧失稳定性丧失稳定性失稳失稳失稳失稳第4页/共68页l 构件的失稳通常突然发生，构件的失稳通常突然发生，所以，其危害很大。所以，其危害很大。u 1907年加拿大劳伦斯河上，跨度为年加拿大劳伦斯河上，跨度为548米的魁北克大桥，米的魁北克大桥，因压杆失稳，导致整座大桥倒塌。因压杆失稳，导致整座大桥倒塌。倒塌前正在进行悬臂法施工架设桥的中跨第5页/共68页1917年重架的魁北克桥年重架的魁北克桥 增加了增加了“K”K”型斜撑型斜撑 The Quebec Bridge over St.Lawrence River,Canada.The maximum span i
4、s 548m.第6页/共68页u 脚手架倒塌脚手架倒塌脚手架倒塌脚手架倒塌19831983年年1010月月4 4日，高日，高54.2m54.2m、长、长17.25m17.25m、总重总重565.4565.4kNkN的的大型大型脚手架局部失稳坍塌，脚手架局部失稳坍塌，5 5人死亡、人死亡、7 7人受伤人受伤 。横杆之间的距离太大横杆之间的距离太大 2.2m2.2m规定值规定值1.71.7m;m;地面未夯实，局部杆受力大；地面未夯实，局部杆受力大；与墙体连接点太少；与墙体连接点太少；安全因数太低：安全因数太低：1.11-1.751.11-1.752.2m规定值规定值1.71.7m;m;地面未夯实，
5、局部杆受力大；地面未夯实，局部杆受力大；与墙体连接点太少；与墙体连接点太少；安全因数太低：安全因数太低：1.111.111.751.75规定值规定值3.03.0。稳定设计的重要性 第51页/共68页 “Such failures can be catastrophic and “Such failures can be catastrophic and lead to a large loss of life as well as major lead to a large loss of life as well as major economic loss”.economic loss”.
6、稳定设计的重要性 第52页/共68页 影响压杆承载能力的因素影响压杆承载能力的因素 影影影影响响响响压压压压杆杆杆杆稳稳稳稳定定定定承承承承载载载载能能能能力力力力的的的的因因因因素素素素不不不不同同同同于于于于影影影影响响响响强强强强度度度度的的的的因素因素因素因素 一一般般情情形形下下，控控制制构构件件强强度度的的因因素素主主要要是是个个别别危危险险截面上的内力、危险面的几何形状和尺寸。截面上的内力、危险面的几何形状和尺寸。而而压压杆杆丧丧失失稳稳定定，由由直直线线平平衡衡构构形形转转变变为为弯弯曲曲平平衡衡构构形形，这这一一过过程程不不是是某某个个截截面面或或某某几几个个截截面面的的行行
7、为为，而而是压杆的一种整体行为。是压杆的一种整体行为。所所以以，个个别别截截面面的的削削弱弱对对于于压压杆杆临临界界载载荷荷的的数数值值影影响不大。响不大。第53页/共68页 两两端端铰铰支支的的压压杆杆，若若在在某某一一截截面面处处开开一一小小孔孔，对对强强度度和和稳稳定定性性将将会会产产生生什么影响？什么影响？影影响响压压杆杆稳稳定定承承载载能能力力的的因因素素不不同同于于影影响响强强度度的因素的因素u 强度有影响强度有影响强度有影响强度有影响u 稳定性影响不大稳定性影响不大稳定性影响不大稳定性影响不大 第54页/共68页 影响压杆承载能力的因素 对于细长杆，其临界载荷为对于细长杆，其临界
8、载荷为 所所以以，影影响响承承载载能能力力的的因因素素较较多多。临临界界载载荷荷不不仅仅与与材材料料的的弹弹性性模模量量 E E 有有关关，而而且且与与长长细细比比有有关关。长长细细比比包包含含了了截截面面形形状状、几几何何尺尺寸寸以以及及约约束束条条件件等多种因素。等多种因素。第55页/共68页 影响压杆承载能力的因素影响压杆承载能力的因素 对于中长杆，临界载荷为对于中长杆，临界载荷为 因因而而影影响响其其承承载载能能力力的的主主要要是是材材料料常常数数a a和和b b，以以及压杆的长细比，当然还有压杆的横截面积。及压杆的长细比，当然还有压杆的横截面积。第56页/共68页 影响压杆承载能力的
9、因素影响压杆承载能力的因素 对对于于粗粗短短杆杆,因因为为不不发发生生屈屈曲曲，而而只只发发生生屈屈服或破坏，故有服或破坏，故有 因因而而临临界界载载荷荷主主要要取取决决于于材材料料的的屈屈服服强强度度和和杆杆件件的横截面积。的横截面积。第57页/共68页 首首先先，只只有有细细长长杆杆才才能能应应用用欧欧拉拉公公式式计计算算其其临临界界载载荷荷。所所谓谓细细长长杆杆，不不能能只只看看压压杆杆的的长长度度，而而要要综综合合考考虑虑长长度度、约约束束性性质质以以及及截截面面的的惯惯性性矩矩。也也就就是要根据长细比和材料的性能判断是不是细长杆。是要根据长细比和材料的性能判断是不是细长杆。其其次次，
10、要要正正确确确确定定横横截截面面的的惯惯性性矩矩。为为此此，必必须须判判断断屈屈曲曲时时压压杆杆的的横横截截面面将将绕绕哪哪一一根根惯惯性性主主轴轴转动。转动。要正确应用欧拉公式 I I I I 如何确定如何确定如何确定如何确定？第58页/共68页 两端球铰约束的压杆，横截面有如下不同形式两端球铰约束的压杆，横截面有如下不同形式 ，请分析确定临界应力时，惯性矩请分析确定临界应力时，惯性矩I I I I 应该怎样确定？应该怎样确定？第59页/共68页合理选择截面和约束合理选择截面和约束第64页/共68页 首首先先，要要正正确确进进行行受受力力分分析析，判判断断哪哪些些构构件件受受压压；对于受压杆
11、，特别是细长压杆，必然存在稳定性问题。对于受压杆，特别是细长压杆，必然存在稳定性问题。其其次次，要要根根据据约约束束性性质质，以以及及截截面面的的几几何何形形状状和和尺尺寸，确定压杆的长细比。寸，确定压杆的长细比。然然后后，要要根根据据长长细细比比的的大大小小，正正确确区区分分三三类类不不同同压压杆，分别采用相应的公式计算其临界载荷。杆，分别采用相应的公式计算其临界载荷。需需要要特特别别指指出出的的是是：失失稳稳失失效效与与强强度度和和刚刚度度失失效效有有着着本本质质上上的的差差异异，前前者者失失效效时时的的载载荷荷远远低低于于后后者者，而而且且往往是往往是突发性突发性突发性突发性的，因而常常造成灾难性后果。的，因而常常造成灾难性后果。稳定设计中需要注意的几个重要问题 第66页/共68页本章结束第67页/共68页感谢您的观看！第68页/共68页