《材料力学压杆稳定》PPT课件

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1、材料力学Wednesday,October06,2021第九章压杆稳定1第九章压杆稳定§9.1压杆稳定的概念§9.2细长中心受压直杆临界力的欧拉公式§9.3不同杆端约束下细长压杆的临界力的欧拉公式.压杆的长度因数§9.4欧拉公式的适用范围.临界应力总图§9.5实际压杆的稳定因数§9.6压杆的稳定计算.压杆的合理截面2§9.1压杆稳定的概念前面各章节讨论了构件的强度和刚度问题。本章讨论受压杆件的稳定性问题。稳定性问题的例子平衡形式突然改变丧失稳定性失稳3平衡形式突然改变丧失稳定性失稳构件的失稳通常突然发生，所以，其危害很大。1907

2、年加拿大劳伦斯河上，跨度为548米的魁北克大桥，因压杆失稳，导致整座大桥倒塌。脚手架倒塌平衡的稳定性4平衡的稳定性稳定平衡不稳定平衡随遇平衡压杆的平衡稳定性当PPcr当PPcr5压杆的平衡稳定性临界压力Pcr当PPcr时，压杆的直线平衡状态是稳定的。当PPcr时，直线平衡状态转变为不稳定的，受干扰后成为微弯平衡状态。使直线平衡状态是稳定平衡状态的最大压力，也是在微弯平衡状态下的最小压力。当PPcr当PPcr6§9.2细长中心受压直杆临界力的欧拉公式两端铰支杆受压力P作用考察微弯平衡状态x处截面的弯矩挠曲线近似微分I为

3、截面最小的惯性矩方程7引入记号通解为其中，A、B为积分常数，由边界条件确定。边界条件为:时，时，将代入通解将代入通解8边界条件为:时，时，将代入通解将代入通解因所以应有代入因为临界压力是微弯平衡状态下的最小压力，所以，应取n=1。9代入因为临界压力是微弯平衡状态下的最小压力，所以，应取n=1。这就是两端铰支细长压杆的临界压力公式。欧拉公式当取n=1时，由则，挠曲线方程为10当取n=1时，由则，挠曲线方程为其中，A为杆中点的挠度。A的数值不确定。欧拉公式与精确解曲线精确解曲线理想受压直杆非理想受压直杆时，11§9.3不同杆端约束下

4、细长压杆的临界力的欧拉公式.压杆的长度因数1.一端固支一端自由的压杆2一端固支一端滑动固支（简称为两端固支）由两端铰支压杆的临界压力公式122.一端固支一端滑动固支（简称为两端固支）拐点处弯矩为零。拐点3.一端固支一端铰支由两端铰支压杆的临界压力公式133.一端固支一端铰支4.欧拉公式的普遍形式l相当长度；长度系数。拐点由两端铰支压杆的临界压力公式14表9-1压杆的长度系数4.欧拉公式的普遍形式l相当长度；长度系数。15例9-1已知:两端固支压杆，E,I，l。求：临界压力。解：lx考察微弯平衡状态x处截面

5、的弯矩挠曲线近似微分方程两端的水平约束力为零vyxPPmmPM16挠曲线近似微分方程xvyxPPmm引入记号通解为其中，A、B为积分常数，由边界条件确定。17xvyxPPmm通解为其中，A、B为积分常数，由边界条件确定。边界条件为:时，时，将边界条件代入通解又代入18通解为边界条件为:时，时，将边界条件代入通解又代入代入代入通解19最小非零解为代入20§9.4欧拉公式的适用范围.临界应力总图1临界应力临界压力临界应力将惯性矩写为i惯性半径21将惯性矩写为i惯性半径柔度(长细比)柔度是压杆稳定问题中的一个重要参数，它全面反映了压

6、杆长度、约束条件、截面尺寸和形状对临界应力的影响。22柔度(长细比)柔度是压杆稳定问题中的一个重要参数，它全面反映了压杆长度、约束条件、截面尺寸和形状对临界应力的影响。则临界应力为欧拉公式2欧拉公式的适用范围导出欧拉公式用了挠曲线近似微分方程要求材料满足胡克定律232欧拉公式的适用范围导出欧拉公式用了挠曲线近似微分方程要求材料满足胡克定律即：记：则欧拉公式成立的条件为：可以看出：P只与材料的性质有关。24记：则欧拉公式成立的条件为：可以看出：P只与材料的性质有关。对Q235钢：E=206GPa，p=200Mpa3直线经验

7、公式对于crp的情况，欧拉公式不成立。工程上使用经验公式。直线经验公式253直线经验公式对于crp的情况，欧拉公式不成立。工程上使用经验公式。直线经验公式式中,a,b是与材料有关的常数(表)。800.19028.7松木701.454332.2铸铁952.568461优质碳钢ss=306MPa1021.12304Q235ss=235MPalPb(MPa)a(MPa)材料26直线经验公式式中，a,b是与材料性质有关的常数。直线经验公式的适用范围用直线经验公式时，应有记：则直线经验公式的适用范围为：当s时，就发生强度失

8、效，而不是失稳。27记：则直线经验公式的适用范围为：当s时，就发生强度失效，而不是失稳。所以应有:不同柔度的压杆，需应用不同的临界应力的公式。可根据柔度将压杆分为三类(1)大柔度杆(细长杆)p的压杆(2)中柔度杆sp的压杆4压