A. 建筑力学 提高压杆稳定性有哪些措施
首先援引课本中的“压杆稳定性的概念”:
“在第二章研究受压直杆时,认为其之所以破坏是由于强度不够造成的,即当横截面上的正应力达到材料的极限应力时,压杆就发生破坏。实践表明,这对于粗而短的压杆是正确的,但对于细长的压杆,情况并非如此。细长压杆的破坏并不是由于强度不够,而是由于荷载增大到一定数值后,不能保持其原有的直线平衡形式而失效。”
故“提高压杆稳定性”即“令受压杆件能够更好地保持其原有的直线平衡形式”,表观上体现为“提高压杆临界力”。由临界力公式
其中
π为圆周率
E为压杆材料的弹性模量 I为压杆截面的形心主惯性矩
μ为长度因数
L为压杆长度
杆件又分细长杆(大柔度杆)、中长杆(中柔度杆)、和短杆(小柔度杆)短杆实际上发生的是强度破坏。
故要使crF增大,可以采取以下措施:
①采用合理的材料制作压杆(选择合适的E)。选择弹性模量高的材料,如优质钢,各种复合材料等。但是由于各种钢材的弹性模量相差不大,所以当细长压杆要选用钢材时,仅仅出于稳定性的要求而选用高强度钢材制作细长压杆是不经济的;对于中长杆采用高强度材料才能够比较明显地提高稳定性。
②采用合理截面形式(使minI增大)。由于杆件一般处于空间受力状态或双向平面受力状态,故压杆稳定性总是受限于稳定性最差的一个方向,即决定于截面的minI。当截面面积不变时,可改变截面形状,尽量使其形心主惯性矩相等或相近,这样压杆在各个方向就具有相近的稳定性,下面举例说明:
由两个槽型钢组成的截面,左边的截面形式若间距控制得不好,会使得
YZII,若将其换成右边的形式则可使得YZII,更有利于维稳。
③减小相当长度和增强杆端约束(使L减小,μ减小)。压杆的稳定性随杆长的增加而降低,因此应尽量降低杆的相当长度,例如在杆中间设置中间支承。另,将杆端约束增强,可减小长度因数值,亦可增强杆件稳定性。例如在支座处焊接或铆接支撑钢板;将固定铰支座增强为固定端;在不同受力方向采用相同约束等。
B. 压杆稳定实验装置与理想情况有什么不同
细长直杆两端受轴向压力作用,其平衡也有稳定性的问题。设有一等截面直杆,受有轴版向压力作用,杆件处权于直线形状下的平衡。为判断平衡的稳定性,可以加一横向干扰力,使杆件发生微小的弯曲变形(图10–2a),然后撤消此横向干扰力。当轴向压力较小时,撤消横向干扰力后杆件能够恢复到原来的直线平衡状态(图10–2b),则原有的平衡状态是稳定平衡状态;当轴向压力增大到一定值时,撤消横向干扰力后杆件不能再恢复到原来的直线平衡状态(图10–2c),则原有的平衡状态是不稳定平衡状态。压杆由稳定平衡过度到不稳定平衡时所受轴向压力的临界值称为临界压力,或简称临界力,用Fcr表示。
当F=Fcr时,压杆处于稳定平衡与不稳定平衡的临界状态,称为临界平衡状态,这种状态的特点是:不受横向干扰时,压杆可在直线位置保持平衡;若受微小横向干扰并将干扰撤消后,压杆又可在微弯位置维持平衡,因此临界平衡状态具有两重性。
压杆处于不稳定平衡状态时,称为丧失稳定性,简称为失稳。显然结构中的受压杆件绝不允许失稳。
C. 压缩试验和压杆稳定实验的目的有何不同
压杆稳定实验为了测量铰支压杆两端的临界压力,压缩实验测压缩破坏过程中的机械性能,即低碳钢的压缩屈服极限和铸铁的抗压强度
D. 请工科大牛来看一下!!!有关压杆稳定实验的两个问题。谢谢啦!
理论上是没有侧向挠曲的.实际工程上几乎100%都有,是由于力的偏心、杆件截面的不对称、杆件质量的不均匀等造成,所以规范就用纵向弯曲系数来包络它.
是,在加载的载荷没有超过一定数值时,应变很小,杆内的应力视作线弹性
E. 材料力学有关压杆稳定性校核的问题
当压杆的长度超过一定值时,压杆要稳而弯曲,这时会产生弯曲应力。其失稳与其长度与直径的比值相关、与杆的两端面固定形式相关。你可参考“材料力学”中压杆稳定章节。拉杆的强度计算与长度无关。
F. 在弹性压杆稳定实验,中间支撑的位置对实验结果有无影响
根据结构力设计原理分析其实有影响的,压杆处于受压状态(在可抗拒范围内)是看不出变形,位置上的移动本身加剧他的摩擦力,即会才生反作用力,那么你所测出的临界力一定不准。
G. 压杆稳定实验和压缩实验有什么不同
压杆稳定实验和压缩实验的不同如下:
1、试验材料不同:压缩试验主要适用于脆性材料,如铸铁、轴承合金和建筑材料等。压杆稳定试验可以是任何材料,前提是构件是杆状的。
2、针对的对象不同:压缩试验是针对构件做的,而压杆稳定试验是针对杆状结构做的。
3、试验目的不一样:压缩试验是为了测试材料的压缩破坏极限,压杆稳定试验主要是为了测量结构的稳定性。
4、试验结果不一样:压缩试验的结果是试件全部破坏,压杆稳定试验是杆状结构弯曲直至破坏。
(7)压杆稳定性实验装置扩展阅读
压杆稳定存的在问题
除压杆外,其他构件也存在稳定失效问题。例如在内压作用下的圆柱形薄壳,壁内应力为拉应力,这就是一个强度问题。蒸汽锅炉、圆柱形薄壁容器就是这种情况;但如圆柱形薄壳在均匀外压作用下,壁内应力变为压应力,则当外压到达临界值时,薄壳的圆形平衡就变为不稳定,会突然变成由虚线表示的长圆形。
与此相似,板条或工字梁在最大抗弯刚度平面内弯曲时,会因载荷达到临界值而发生侧向弯曲(图六)。薄壳在轴向压力或扭矩作用下,会出现局部折皱。这些都是稳定性问题。
参考资料来源:网络—压杆稳定
参考资料来源:网络—压缩试验
H. 压杆稳定实验和压缩试验有什么不同
压杆稳定实验和压缩试验两者之间有3点不同,具体介绍如下:
一、两者的适用不同:
1、压杆稳定实验的适用:压杆稳定实验对于塑性材料,无法测出压缩强度极限,但可以测量出弹性模量、比例极限和屈服强度等。与拉伸试验相似,通过压缩试验可以作出压缩曲线。
2、压缩试验的适用:压缩试验主要适用于脆性材料,如铸铁、轴承合金和建筑材料等。
二、两者的相关要求不同:
1、压杆稳定实验的相关要求:由于受压杆失稳后将丧失继续承受原设计荷载的能力,而失稳现象又常是突然发生的,所以,结构中受压杆件的失稳常造成严重的后果,甚至导致整个结构物的倒塌。工程上出现较大的工程事故中,有相当一部分是因为受压构件失稳所致,因此对受压杆的稳定问题绝不容忽视。
2、压缩试验的相关要求:压缩试验中,试样端面存在较大的摩擦力,影响试验结果。试样越短影响越大,为减少摩擦力的影响,一般规定试样的长度与直径的比为1~3,同时降低试样的表面粗糙度,涂以润滑油脂或垫上一层薄的聚四氟乙烯等材料。
三、两者的用途不同:
1、压杆稳定实验的用途:压杆稳定实验主要应用于大型工程中。
2、压缩试验的用途:压缩试验为测定材料在轴向静压力作用下的力学性能的试验,是材料机械性能试验的基本方法之一。
I. 压杆稳定实验为什么说试件厚度对临界荷载影响大
试件厚度,你可以从另外一个角度理解——那不就是稳定试验试件在弱轴向上的强度和刚度变化吗?当然会有很大影响了。