提高壓桿穩定性的方法
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提高壓桿穩定性的方法,當細長的受壓桿當壓力達到一定值時,受壓桿可能突然彎曲而破壞就會產生失穩的現象,這時候就需要提高壓桿的穩定性,那麼提高壓桿穩定性的方法有哪些呢?
提高壓桿穩定性的方法1
①採用合理的材料製作壓桿(選擇合適的E)。
選擇彈性模量高的材料,如優質鋼,各種複合材料等。但是由於各種鋼材的彈性模量相差不大,所以當細長壓桿要選用鋼材時,僅僅出於穩定性的要求而選用高強度鋼材製作細長壓桿是不經濟的;對於中長杆採用高強度材料才能夠比較明顯地提高穩定性。
②採用合理截面形式(使minI增大)。
由於杆件一般處於空間受力狀態或雙向平面受力狀態,故壓桿穩定性總是受限於穩定性最差的一個方向,即決定於截面的minI。當截面面積不變時,可改變截面形狀,儘量使其形心主慣性矩相等或相近,這樣壓桿在各個方向就具有相近的穩定性,下面舉例說明:
由兩個槽型鋼組成的截面,左邊的截面形式若間距控制得不好,會使得YZII,若將其換成右邊的形式則可使得YZII,更有利於維穩。
③減小相當長度和增強杆端約束(使L減小,μ減小)。
壓桿的穩定性隨杆長的增加而降低,因此應儘量降低杆的相當長度,例如在杆中間設置中間支承。另,將杆端約束增強,可減小長度因數值,亦可增強杆件穩定性。例如在支座處焊接或鉚接支撐鋼板;將固定鉸支座增強爲固定端;在不同受力方向採用相同約束等。
提高壓桿穩定性的方法2
壓桿的穩定性
壓桿穩定是指當細長的.受壓桿當壓力達到一定值時,受壓桿可能突然彎曲而破壞,即產生失穩現象。
早在文藝復興時期,偉大的藝術家、科學家和工程師達芬奇對壓桿做了一些開拓性的研究工作。荷蘭物理學教授穆申布羅克於1729年通過對於木杆的受壓實驗,得出“壓曲載荷與杆長的平方成反比的重要結論”。
壓桿的穩定性:當細長杆件受壓時,卻表現出與強度失效全然不同的性質。例如一根細長的竹片受壓時,開始軸線爲直線,接着必然是被壓彎,發生頗大的彎曲變形,最後折斷。與此類似,工程結構中也有很多受壓的細長杆。
存在問題
除壓桿外,其他構件也存在穩定失效問題。例如在內壓作用下的圓柱形薄殼,壁內應力爲拉應力,這就是一個強度問題。蒸汽鍋爐、圓柱形薄壁容器就是這種情況;但如圓柱形薄殼在均勻外壓作用下,壁內應力變爲壓應力(圖五),則當外壓到達臨界值時,薄殼的圓形平衡就變爲不穩定,會突然變成由虛線表示的長圓形。與此相似,板條或工字樑在最大抗彎剛度平面內彎曲時,會因載荷達到臨界值而發生側向彎曲(圖六)。薄殼在軸向壓力或扭矩作用下,會出現局部折皺。這些都是穩定性問題。
提高壓桿穩定性的方法3
壓桿穩定性的概念
細長直杆兩端受軸向壓力作用,其平衡也有穩定性的問題。設有一等截面直杆,受有軸向壓力作用,杆件處於直線形狀下的平衡。爲判斷平衡的穩定性,一橫向干擾力,使杆件發生微小的彎曲變形(圖10–2a),然後撤消此橫向干擾力。當軸向壓力較小時,撤消橫向干擾力後杆件能夠恢復到原來的直線平衡狀態(圖10–2b),則原有的平衡狀態是穩定平衡狀態;當軸向壓力增大到一定值時,撤消橫向干擾力後杆件不能再恢復到原來的直線平衡狀態(圖10–2c),則原有的平衡狀態是不穩定平衡狀態。壓桿由穩定平衡過度到不穩定平衡時所受軸向壓力的臨界值稱爲臨界壓力,或簡稱臨界力,用Fcr表示。
當F=Fcr時,壓桿處於穩定平衡與不穩定平衡的臨界狀態,稱爲臨界平衡狀態,這種狀態的特點是:不受橫向干擾時,壓桿可在直線位置保持平衡;若受微小橫向干擾並將干擾撤消後,壓桿又可在微彎位置維持平衡,因此臨界平衡狀態具有兩重性。
壓桿處於不穩定平衡狀態時,稱爲喪失穩定性,簡稱爲失穩。顯然結構中的受壓桿件絕不允許失穩。
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