Ⅰ 建築力學 提高壓桿穩定性有哪些措施
首先援引課本中的「壓桿穩定性的概念」:
「在第二章研究受壓直桿時,認為其之所以破壞是由於強度不夠造成的,即當橫截面上的正應力達到材料的極限應力時,壓桿就發生破壞。實踐表明,這對於粗而短的壓桿是正確的,但對於細長的壓桿,情況並非如此。細長壓桿的破壞並不是由於強度不夠,而是由於荷載增大到一定數值後,不能保持其原有的直線平衡形式而失效。」
故「提高壓桿穩定性」即「令受壓桿件能夠更好地保持其原有的直線平衡形式」,表觀上體現為「提高壓桿臨界力」。由臨界力公式
其中
π為圓周率
E為壓桿材料的彈性模量 I為壓桿截面的形心主慣性矩
μ為長度因數
L為壓桿長度
桿件又分細長桿(大柔度桿)、中長桿(中柔度桿)、和短桿(小柔度桿)短桿實際上發生的是強度破壞。
故要使crF增大,可以採取以下措施:
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,各種復合材料等。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;對於中長桿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)。由於桿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,盡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製得不好,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桿端約束(使L減小,μ減小)。壓桿的穩定性隨桿長的增加而降低,因此應盡量降低桿的相當長度,例如在桿中間設置中間支承。另,將桿端約束增強,可減小長度因數值,亦可增強桿件穩定性。例如在支座處焊接或鉚接支撐鋼板;將固定鉸支座增強為固定端;在不同受力方向採用相同約束等。
Ⅱ 提高壓桿穩定性的措施有哪些。
壓桿穩定計算公式中,可以分析出。
增大I,增大E,減小計算長度(支撐,支座)等措施吧。
Ⅲ 材料力學 壓桿的穩定性
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。由於受壓桿失穩後將喪失繼續承受原設計荷載的能力,而失穩現象又常是突然發生的,所以,結構中受壓桿件的失穩常造成嚴重的後果,甚至導致整個結構物的倒塌。工程上出現較大的工程事故中,有相當一部分是因為受壓構件失穩所致,因此對受壓桿的穩定問題絕不容忽視。所謂壓桿的穩定,是指受壓桿件其平衡狀態的穩定性。
Ⅳ 提高軸心受壓構件整體穩定性的措施有哪些
1、軸壓構件當較大時為彈性失穩,此時臨界力只與長細比有關,所以可通過改變支承條件如桿端將鉸支改為固定,中間加支撐點等來減小計算長度;
2、改變截面形狀,增大回轉半徑來提高整體穩定性;
3、當軸壓構件長細比較小時為彈塑性失穩,此時其臨界力與材料強度也有關,因此提高鋼號對提高整體穩定性也有一定作用;
4、截面形式與整體穩定性也有關,在三類截面a、b、c中,a類最好,c類最差。
(4)如何提高壓桿穩定性原因擴展閱讀
實際工程中理想的軸壓桿並不存在,這是由於實際構件中存在殘余應力,構件軸線存在初始彎曲和荷載作用點的初始偏心。這些因素都影響著構件的工作,降低構件的穩定承載力。
1、殘余應力對整體穩定的影響
殘余應力是鋼材或構件未承受荷載時就已存在的自內力,與焊接殘余應力一樣。對構件的靜力強度承載力無影響,但它影響受壓構件的穩定承載力。
2、初彎曲和初偏心的影響
實際的軸心受壓構件在製造、運輸和安裝過程中,不可避免的會產生構件軸線的微小初始彎曲,作用在構件端部的軸心壓力也會由於節點構造和構件截面偏差等原因而偏離截面形心,形成荷載的初始偏心。初彎曲和初偏心都是軸壓構件缺陷,都會降低軸心受壓構件穩定承載力。
Ⅳ 大柔度壓桿,想用質量特別好的鋼材代替普通 鋼材想提高壓桿穩定性,能否做到(
不容易實現。因為你的前提是要「大柔度壓桿」,再好的合金鋼,在不允許大幅度增加直徑與硬度的前體下,都不大可能明顯提高壓桿的穩定性。
Ⅵ 什麼是臨界平衡狀態寫出壓桿的臨界力以及如何提高壓桿穩定性。
臨界狀態是桿件從穩定平衡向不穩定平衡轉化的極限狀態。壓桿處於臨界狀態時的軸向壓力稱為臨界力或臨界載荷,用Fcr表示。
具體可見材料力學相關章節
Ⅶ 材料力學壓桿穩定的問題求解答
2、壓桿穩定性的概念
細長直桿兩端受軸向壓力作用,其平衡也有穩定性的問題。設有一等截面直桿,受有軸向壓力作用,桿件處於直線形狀下的平衡。為判斷平衡的穩定性,可以加一橫向干擾力,使桿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,撤消橫向干擾力後桿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,撤消橫向干擾力後桿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為臨界壓力,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,稱為臨界平衡狀態,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,稱為喪失穩定性,簡稱為失穩。顯然結構中的受壓桿件絕不允許失穩。
Ⅷ 細長壓桿失穩的主要原因
壓桿失穩主要是由於其長細比過大所致,可以提高邊界條件約束,或者增加截面抗彎模量。與外界干擾力無關。
Ⅸ 為提高壓桿穩定性,材料易用高強度鋼還是普通鋼,為什麼
壓桿穩定性與材料的強度、彈性模量有關,普通鋼與高強度鋼兩者彈性模量差不多,採用高強度鋼對提高穩定性作用不大,提高鋼的強度可以改善穩定性。