[材料力学第11章压杆稳定.ppt

第11章 压杆稳定 11.1压杆稳定的概念 一、工程背景 工程中存在着许多受压杆件。对于相对细长的压杆，其破坏并非由于强度不足，而是由于荷载（压力）增大到一定数值后，不能保持原有直线平衡状态而失效。 活塞杆在油缸中运动，使铲臂上下移动，当活塞杆受力比较大或活塞杆比较细时，有可能使直线的平衡构形变成弯曲的平衡构形，从而不能实现上下动作。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一、工程背景 自动翻斗车中的活塞杆也有类似的问题。 如图示塔吊，立柱承受压力，当压力过大时，立柱也有可能从直线的平衡构形变成弯曲的平衡构形。除此之外，组成塔吊的桁架中受压力的杆子也可能从直线的平衡构形变成弯曲的平衡构形，也就是稳定性问题。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一、工程背景 如图自动升降工作台，受压的杆子就存在弹性稳定问题。   如图示紧凑型超高压输电线路相间绝缘间隔棒，当它受压从直线的平衡构形变成弯曲的平衡构形时是否一定丧失正常功能呢？这需要经过实验确定，观察在不同的力的作用下弯曲到什么程度。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一、工程背景 工程构件稳定性实验 压杆稳定性实验 脚手架，当整体承受压力过大时，有可能从直线的平衡构形变成弯曲的平衡构形，导致坍塌。另外，组成脚手架中的受压杆件也有可能从直线平衡构形变成弯曲的平衡构形，造成整个脚手架坍塌。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一、工程背景 1907年8月29日，加拿大圣劳伦斯河上一座长为548m的魁北克(Quebec)钢大桥，在施工中因桁架失稳而突然倒塌。74人坠河遇难，桥下1人（逃开），水中救起1人，河对岸1人。 俄莫兹尔大桥在试车时桁架发生倒塌。 美国华盛顿镍克尔卜克尔剧院在一场暴风雪中，屋盖结构失稳。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 一、压杆的两类力学模型 1.小偏心压杆与初弯曲压杆 2.轴心受压直杆 二、三种平衡状态 1.刚体平衡的稳定性 (1)稳定平衡： 系统处于平衡状态。若对于离开平衡位置 的微小位移，将出现使系统回复到原有平衡位置的恢复 力，则称系统原有的平衡状态是稳定的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 决定因素： 就在于偏离平衡位置时，是否有恢复力。 (2)不稳定平衡： 系统处于平衡状态。若稍离平衡位置，将 出现使系统不再回复到原有平衡位置(或进一步偏离平衡 位置)的倾覆力，则称系统原有的平衡状态是不稳定的。 (3)临界平衡 ： 系统处于平衡状态，如有微小干扰，物体离 开平衡位置，但除去干扰后，物体不能恢复原来的平衡状 态，而在新的位置保持平衡，则物体在原来的平衡状态称 为临界平衡状态。 不稳定平衡 稳定平衡 随遇平衡(临界平衡) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.弹性平衡的稳定性 (1)稳定平衡： 系统处于平衡形态。若对原有平衡形态有微小的位移，其弹性回复力(或力矩)使系统回复原有的平衡形态，则称系统原有的平衡形态是稳定的。如图，当 时，杆AB的铅垂平衡形态是稳定的。 (2)