材料力学-第10章 压杆稳定课件.ppt

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1、第十章压杆稳定材料力学材料力学－第10章压杆稳定引言先看两个实验：粗短压杆塑性材料(Steel)脆性材料（Iron）压力增加压力增加强度问题材料力学－第10章压杆稳定引言再看一个实验：细长压杆（例如圆珠笔芯）PPPPPPcrPP材料力学－第10章压杆稳定引言与刚体平衡类似，弹性体平衡也存在稳定与不稳定问题。细长杆件承受轴向压缩载荷作用时，将会由于平衡的不稳定性而发生失效，这种失效称为稳定性失效(failurebyloststability)，又称为屈曲失效(failurebybuckling)。材料力学－第10章压杆稳定引言压杆材料力学－第10章压杆稳定引言压杆材料力学－第

2、10章压杆稳定引言高压输电线路保持相间距离的受压构件材料力学－第10章压杆稳定引言工程构件稳定性实验材料力学－第10章压杆稳定稳定设计的重要性由于受压杆的失稳而使整个结构发生坍塌，不仅会造成物质上的巨大损失，而且还危及人民的生命安全。在19世纪末，瑞士的一座铁桥，当一辆客车通过时，桥梁桁架中的压杆失稳，致使桥梁发生灾难性坍塌，大约有200人遇难。加拿大和俄国的一些铁路桥梁也曾经由于压杆失稳而造成灾难性事故。虽然科学家和工程师早就针对这类灾害进行了大量的研究，采取了很多预防措施，但直到现在还不能完全制止这种灾害的发生。引言材料力学－第10章压杆稳定引言塔吊倒塌事故2007年11月03日

3、，深圳工地塔吊驾驶室坠落3死5伤。材料力学－第10章压杆稳定引言桁架中的压杆材料力学－第10章压杆稳定稳定设计的重要性1983年10月4日，北京的一幢正在施工的高层建筑的高54.2m、长17.25m、总重565.4kN的大型脚手架屈曲坍塌，造成5人死亡，7人受伤。横杆之间的距离2.2m>规定值1.7m;地面未夯实，局部杆受力大；与墙体连接点太少；安全因数太低：1.11～1.75<规定值3.0。引言材料力学－第10章压杆稳定引言细长压杆弯曲原因——这是由于在杆件的受压变形过程中，往往伴随着杆件的弯曲变形，因为:实际压杆的轴线存在着初始曲率作用在杆件上的外力作用线一般也不与杆件的

4、轴线恰好重合杆件的材料不可能达到理想的均匀性材料力学－第10章压杆稳定稳定性的概念两端铰支细长压杆的临界载荷两端非铰支细长压杆的临界载荷中、小柔度杆的临界应力压杆稳定条件与合理设计材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念压杆稳定性的概念：FF撤去扰动后，如果杆件弯曲变形消失，杆件恢复到原来的直线平衡状态，则称直杆的直线平衡状态是稳定的平衡态。如果杆件弯曲变形不能消失，杆件的轴线不能保持一条直线，则称直杆的直线平衡状态是不稳定的平衡态。杆件直线形式的平衡开始由稳定平衡态转变为不稳定平衡态时的轴向压力值，称为压杆的临界载荷。分叉点(临界点

5、)材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念压杆的平衡构形、平衡路径及其分叉FΔOFP>FcrFcrFFcr:弯曲平衡构形(在扰动作用下)F判别弹性平衡稳定性的静力学准则材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念

6、在扰动作用下，直线平衡构形转变为弯曲平衡构形，扰动除去后，能够恢复到直线平衡构形，则称原来的直线平衡构形是稳定的。F判别弹性平衡稳定性的静力学准则（staticalcriterionforelasticstability）FFFcr:材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念分叉曲线在分叉点附近极为平

7、坦，且与水平直线相切。说明在分叉点附近微小区域内，压杆既可以在直线位置保持平衡，也可在任意微弯位置保持平衡。F判别弹性平衡稳定性的静力学准则（staticalcriterionforelasticstability）FF=Fcr:分叉点FΔOFcr平衡路径平衡路径“微弯平衡”可作为临界状态的特征。材料力学－第10章压杆稳定§10-1稳定性概念当压缩载荷大于一定的数值时，在任意微小的外界扰动下，压杆都要由直线的平衡构形转变为弯曲的平衡构形，这一过