壓桿穩(wěn)定ppt課件(2)-資料下載頁(yè)
2025-01-12 10:53本頁(yè)面
【正文】 定性安全條件 ， 進(jìn)行 穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 。 ★ 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng) ， 應(yīng)用平衡方程求出壓桿所受的 軸力 或軸力與外力的關(guān)系 。 穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 一般過(guò)程： 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 壓桿的穩(wěn)定設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)如圖 ， 二桿的直徑均為 d=20mm， 材料相同 ， 材料的彈性模量 E=210GPa， 比例極限 ?P=200MPa，屈服極限 ?s=240MPa， 強(qiáng)度安全系數(shù) n=2， 規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù) nst=， 試校核結(jié)構(gòu)是否安全 。 ? 【 例 154】 FN1 FN2 【 解 】 求兩桿的軸力 FN1==， FN2=F=15kN 強(qiáng)度校核 ][M P 2010154][M P 20M P a120][232231s????????????????????????AFAFnNACNAB水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 壓桿的穩(wěn)定設(shè)計(jì) FN1 FN2 【 解 】 壓桿穩(wěn)定性校核 ps02p120204600160,100?????????????????????ilbaEspstccrcrnnE?????? 4 3M 4 3222?????結(jié)構(gòu)安全 。 第 15章 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 壓 桿 穩(wěn) 定 臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)力總圖 壓桿的穩(wěn)定設(shè)計(jì) 提高壓桿承載能力的主要措施 壓桿穩(wěn)定概述 細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力的歐拉公式 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 影響壓桿承載能力的因素 : 1. 細(xì)長(zhǎng)桿 與彈性模量 E，截面形狀，幾何尺寸以及約束條件等因素有關(guān)。 ? ?22LEIFP c r ???2. 中長(zhǎng)桿 主要是材料常數(shù) a和 b，以及壓桿的長(zhǎng)細(xì)比及壓桿的橫截面面積。 ? ?AbaAF crP c r????? 3. 粗短桿 主要取決于材料的屈服極限和桿件的橫截面面積。 AAF scrP c r ?? ??水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 1. 盡量減少壓桿桿長(zhǎng) 對(duì)于細(xì)長(zhǎng)桿 ， 其臨界荷載與桿長(zhǎng)平方成反比 。因此 ， 減少桿長(zhǎng)可以顯著地提高壓桿承載能力 ， 在某些情形下 ， 通過(guò)改變結(jié)構(gòu)或增加支點(diǎn)可以達(dá)到減小桿長(zhǎng)從而提高壓桿承載能力的目的 。 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 ? =1 22lEIFP c r??224lEIFP c r??? =1 FPcr EI EI EI l FPcr 圖中壓桿在跨中增加一個(gè)支座后 ， 其臨界力變?yōu)樵瓉?lái)的 4倍 。 1. 盡量減少壓桿桿長(zhǎng) 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 2. 增強(qiáng)支承的剛性 支承的剛性越大 ， 壓桿長(zhǎng)度系數(shù)值越低 ， 臨界載荷越大 。 如將兩端鉸支的細(xì)長(zhǎng)桿 ， 變成兩端固定約束的情形 ， 臨界載荷將呈數(shù)倍增加 。 EI l FPcr EI FPcr ? =1 22lEIFP c r??224lEIFP c r??? = 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 3. 合理選擇截面形狀 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 當(dāng)壓桿兩端在各個(gè)方向彎曲平面內(nèi)具有相同的約束條件時(shí) ， 壓桿將在剛度最小的平面內(nèi)彎曲 。 這時(shí)如果只增加截面某個(gè)反方向的慣性矩 ， 并不能提高壓桿的承載能力 ， 最經(jīng)濟(jì)的辦法是將截面設(shè)計(jì)成空的 ， 且盡量使從而加大截面的慣性矩 。 并使截面對(duì)各個(gè)方向軸的慣性矩均相同 。 當(dāng)壓桿端部在不同的平面內(nèi)具有不同的約束條件時(shí) ， 應(yīng)采用最大與最小慣性矩不等的截面 ， 并使慣性矩較小的平面內(nèi)具有較強(qiáng)剛性的約束 。 3. 合理選擇截面形狀 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組 第 15章 壓 桿 穩(wěn) 定 提高壓桿承載能力的主要措施 4. 合理選用材料 在其他條件均相同的條件下 ， 選用彈性模量大的材料 ， 可以提高細(xì)長(zhǎng)壓桿的承載能力 。 例如鋼桿臨界載荷大于銅 、 鑄鐵或鋁制壓桿的臨界載荷 。 但是 ， 普通碳素鋼 、 合金鋼以及高強(qiáng)度鋼的彈性模量數(shù)值相差不大 。 因此 ， 對(duì)于細(xì)長(zhǎng)桿 ， 若選用高強(qiáng)度鋼 ， 對(duì)壓桿臨界載荷影響甚微 ， 意義不大 ， 反而造成材料的浪費(fèi) 。 本 章 結(jié) 束 謝 謝 大 家 ！ 水 利 土 木 工 程 學(xué) 院 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 課 程 組
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