壓桿失穩(wěn)與臨界壓力課件

材料力學(xué)第十一章壓桿穩(wěn)定第十一章壓桿穩(wěn)定§11–1壓桿穩(wěn)定性的概念§11–2細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式§11–3超過(guò)比例極限時(shí)壓桿臨界應(yīng)力§11-4壓桿的穩(wěn)定校核及其合理截面§11–1壓桿穩(wěn)定性的概念壓桿穩(wěn)定構(gòu)件的承載能力：①?gòu)?qiáng)度②剛度③穩(wěn)定性工程中有些構(gòu)件具有足夠的強(qiáng)度、剛度，卻不一定能安全可靠地工作。壓桿穩(wěn)定P一、穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定平衡：壓桿穩(wěn)定1.不穩(wěn)定平衡壓桿穩(wěn)定2.穩(wěn)定平衡壓桿穩(wěn)定3.穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡二、壓桿失穩(wěn)與臨界壓力：1.理想壓桿：材料絕對(duì)理想；軸線絕對(duì)直；壓力絕對(duì)沿軸線作用。2.壓桿的穩(wěn)定平衡與不穩(wěn)定平衡：穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡壓桿穩(wěn)定3.壓桿失穩(wěn)：4.壓桿的臨界壓力穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡臨界狀態(tài)臨界壓力:Pcr壓桿穩(wěn)定§11–2細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式一、兩端鉸支壓桿的臨界力:假定壓力已達(dá)到臨界值，桿已經(jīng)處于微彎狀態(tài)，如圖，從撓曲線入手，求臨界力。①?gòu)澗兀孩趽锨€近似微分方程：壓桿穩(wěn)定PPxPxyPM③微分方程的解：④確定積分常數(shù)：臨界力Pcr

是微彎下的最小壓力，故，只能取n=1；且桿將繞慣性矩最小的軸彎曲。壓桿穩(wěn)定二、此公式的應(yīng)用條件：三、其它支承情況下，壓桿臨界力的歐拉公式1.理想壓桿；2.線彈性范圍內(nèi)；3.兩端為球鉸支座?！L(zhǎng)度系數(shù)（或約束系數(shù)）。兩端鉸支壓桿臨界力的歐拉公式

壓桿臨界力歐拉公式的一般形式壓桿穩(wěn)定0.5l壓桿穩(wěn)定表10–1各種支承約束條件下等截面細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式支承情況兩端鉸支一端固定另端鉸支兩端固定一端固定另端自由兩端固定但可沿橫向相對(duì)移動(dòng)失穩(wěn)時(shí)撓曲線形狀PcrABl臨界力Pcr歐拉公式長(zhǎng)度系數(shù)μμ=1μ0.7μ=0.5μ=2μ=1PcrABlPcrABl0.7lCCDC—撓曲線拐點(diǎn)C、D—撓曲線拐點(diǎn)0.5lPcrPcrl2llC—撓曲線拐點(diǎn)解：變形如圖，其撓曲線近似微分方程為：邊界條件為:例1試由撓曲線近似微分方程，導(dǎo)出下述兩種細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力公式。壓桿穩(wěn)定PLxPM0PM0PM0xPM0為求最小臨界力，“k”應(yīng)取除零以外的最小值，即?。核?，臨界力為：=0.5壓桿穩(wěn)定③壓桿的臨界力例2求下列細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力。=1.0，解：①繞y軸，兩端鉸支：=0.7，②繞z

軸，左端固定，右端鉸支：壓桿穩(wěn)定yzL1L2yzhbx例3求下列細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力。圖(a)圖(b)解：圖(a)圖(b)壓桿穩(wěn)定3010PLPL(45456)等邊角鋼yz§11–3超過(guò)比例極限時(shí)壓桿臨界應(yīng)力一、基本概念1.臨界應(yīng)力：壓桿處于臨界狀態(tài)時(shí)橫截面上的平均應(yīng)力。3.柔度：2.細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界應(yīng)力：壓桿穩(wěn)定4.大柔度桿的分界：二、中小柔度桿的臨界應(yīng)力計(jì)算1.直線型經(jīng)驗(yàn)公式①P<<S

時(shí)：壓桿穩(wěn)定③臨界應(yīng)力總圖②S<

時(shí)：壓桿穩(wěn)定bass-=sl

PPEspl2

=2.拋物線型經(jīng)驗(yàn)公式我國(guó)建筑業(yè)常用：①P<<s

時(shí)：②s<

時(shí)：壓桿穩(wěn)定例4一壓桿長(zhǎng)L=1.5m，由兩根56568等邊角鋼組成，兩端鉸支，壓力P=150kN，角鋼為A3鋼，試用歐拉公式或拋物線公式求臨界壓力和安全系數(shù)。解：一個(gè)角鋼：兩根角鋼圖示組合之后所以，應(yīng)由拋物線公式求臨界壓力。壓桿穩(wěn)定yz安全系數(shù)壓桿穩(wěn)定§11–4壓桿的穩(wěn)定校核及其合理截面一、壓桿的穩(wěn)定容許應(yīng)力:1.安全系數(shù)法確定容許應(yīng)力:2.折減系數(shù)法確定容許應(yīng)力:二、壓桿的穩(wěn)定條件:壓桿穩(wěn)定例6圖示起重機(jī)，AB桿為圓松木，長(zhǎng)L=6m，[]=11MPa，直徑為：d=0.3m，試求此桿的容許壓力。解：折減系數(shù)法①最大柔度xy面內(nèi)，

=1.0zy面內(nèi)，=2.0壓桿穩(wěn)定T1ABWT2xyzO②求折減系數(shù)③求容許壓力壓桿穩(wěn)定四、壓桿的合理截面:合理壓桿穩(wěn)定保國(guó)寺大殿的拼柱形式1056年建，“雙筒體”結(jié)構(gòu)，塔身平面為八角形。經(jīng)歷了1305年的八級(jí)地震。例7圖示立柱，L=6m，由兩根10號(hào)槽鋼組成，下端固定，上端為球鉸支座，試問(wèn)a=？時(shí)，