提高压杆稳定的措施
压杆稳定—提高压杆稳定性的措施(建筑力学)
提高压杆稳定性的措施
1.合理选择材料 细长压杆：
ห้องสมุดไป่ตู้ cr
2E 2
采用E值较大的材料可提高压杆的稳定性 由于各种钢材的E值大致相同，所以对大柔度钢压杆不宜选用优质钢材，以避 免造成浪费。
中粗压杆
cr a b
短粗压杆
cr u
采用强度较高的材料能够提高其临界应力，即能提高其稳定性。
提高压杆稳定性的措施
压杆稳定
受压极限应力。这是因为当临界应力达到材料的受压极限应
力时，压杆已因为强度不足而破坏。因此，对于由塑性材料
制成的压杆，其临界应力不允许超过材料的屈服应力 s ，即:
或
cr (aa bs)/ bs
令
s (as)/b
(11-15)
得 式中，
s
s
为临界应力等于材料的屈服点应力时压杆的柔度值。
但应工大力程于超中某过有个比许数 例多值 极压限 s杆的的，压压它杆杆们稳，的定称柔问为度题中往，长往其杆小临。于界这应P类，力压对一杆于般属用于由临实P界
验所得到的经验公式来计算，常用的有直线形经验公式和抛 物线形经验公式。
1.直线形经验公式
直线形经验公式把压杆的临界应力 下列线性关系:
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第二节压杆的临界力与临界应力
如果将式(11-9)和式(11-13)中的临界应力与柔度之间的函数
关的系曲绘线在图形cr，称直为角临坐界标应系力内总，图将。得如到图临11界-8应所力示随，柔图度中变曲化线
ACB是按欧拉临界应力公式(11-9)制的;曲线EC是按抛物线 形经验公式(11-17)绘制的。两曲线交于C点，C点的坐标可 由式(11-9)和式(11-17)联立解得。例如对Q235钢E = 200 GPa, a = 235 MPa, b= 0. 006 68MPa，此时
cr
与压杆的柔度
表示为
crab
(11-14)
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第二节压杆的临界力与临界应力
式中，a和b为与材料有关的常数，其单位为MPa。一些常用 材料的a、b值可见表11-2。
图11-7表示厂直线形经验公式与欧拉曲线。应当指出，经验 公式(11-14 )也有其适用范围，它要求临界应力不超过材料的
压杆的局部稳定性名词解释
压杆的局部稳定性名词解释随着科技的发展，我们生活中的各个领域都得到了前所未有的改进和进步。
而在工程学领域中，一个重要的概念——压杆的局部稳定性——也备受关注。
本文将深入探讨并解释压杆的局部稳定性，帮助读者更好地理解这一概念。
1. 压杆的定义与应用在力学中，压杆是指受到压力作用的结构元素，通常用来承受和传递载荷。
压杆常用于建筑、桥梁、机械和航空器等工程中，起着支撑和稳定结构的作用。
它们通常是由材料制成的长而细的柱形结构。
而压杆的局部稳定性则是评估杆件在局部区域内受到压力时的抗变形能力和破坏承载能力。
2. 局部稳定性的意义与挑战在设计和构造压杆时，局部稳定性是一个至关重要的考虑因素。
如果柱状结构的局部区域失去稳定性，可能会发生屈曲、损坏或甚至崩溃。
局部稳定性的挑战在于，在承受压力时，结构材料可能出现屈曲或失稳。
屈曲是指材料在不均匀压力下发生弯曲，而失稳是指材料无法承受继续增加的压力而发生破坏。
因此，为了确保压杆的局部稳定性，需要采取一些措施来增强结构的强度和稳定性。
3. 影响局部稳定性的因素局部稳定性的强度取决于多个因素的相互作用，包括以下几点：(1) 杆件的尺寸和形状：杆件的截面形状和尺寸对其局部稳定性产生重要影响。
通常情况下，愈粗的杆件和愈大的截面面积，局部稳定性越高。
(2) 材料的性质：材料的强度和刚度是决定局部稳定性的关键因素。
材料强度较高且刚度大的压杆，其局部稳定性更强。
(3) 边界条件：杆件的边界条件，即杆件在整个结构中的约束情况，对局部稳定性的影响较大。
不同的边界条件会导致不同的局部稳定性表现。
(4) 外部载荷：外部载荷是压杆稳定性的主要原因之一。
较大的压力可能导致屈曲和失稳，因此必须在设计过程中合理估计和控制外部载荷。
4. 提高局部稳定性的方法为了提高压杆的局部稳定性，工程师和设计师可以采取以下几种方法：(1) 使用适当的材料：选择具有较高强度和刚度的材料，如高强度钢或复合材料，以提供更好的局部稳定性。
材料力学第九章 压杆稳定
02
创新研究方法与手段
积极探索新的实验技术和数值模拟方法，提高压杆稳定研究的精度和可
靠性。
03
拓展应用领域
将压杆稳定研究成果应用于更多领域，解决实际工程问题，推动科学技
术进步。
THANKS
感谢观看
稳定性取决于压杆的初始弯曲程度、压力的大小 和杆件的材料特性。
当压杆受到微小扰动时，如果能够恢复到原来的 平衡状态，则称其为稳定；反之，则为不稳定。
压杆的临界载荷
临界载荷是指使压杆由稳定平衡 状态转变为不稳定平衡状态的载
荷。
当压杆所受压力小于临界载荷时， 压杆保持稳定平衡状态；当压力 大于临界载荷时，压杆将失去稳
相应措施进行解决。
建筑结构中的压杆问题
02
高层建筑、大跨度结构等建筑中的梁、柱等部件可能发生失稳，
需要加强设计和施工控制。
压力容器中的压杆问题
03
压力容器中的管道、支撑部件等可能发生失稳，需要采取相应
的预防和应对措施。
05
压杆稳定的未来发展与展望
压杆稳定研究的新趋势
跨学科交叉研究
压杆稳定与材料科学、计算科学、工程结构等领域相互渗透，形 成多学科交叉的研究趋势。
工程中常见的压杆问题
1 2
细长杆失稳
细长杆在压力作用下容易发生弯曲，导致失稳。
短粗杆失稳
短粗杆在压力作用下可能发生局部屈曲，导致失 稳。
3
弹性失稳
材料在压力作用下发生弹性变形，当压力超过某 一临界值时，杆件发生失稳。
解决压杆失稳的方法与措施
加强材料质量
选择优质材料，提高材料的弹 性模量和抗拉强度，以增强压
材料力学第九章 压杆稳 定
• 引言 • 压杆稳定的基本理论 • 压杆稳定的实验研究 • 压杆稳定的工程应用 • 压杆稳定的未来发展与展望
提高压杆稳定性的措施
松木
28.7
0.19
通过对压杆稳定性及其校核的理解，我们可以知道，压杆的稳 E a b 定性与临界应力 cr有关。由欧拉公式 和经验公式 cr 我们不难发现临界应力 cr 始终与柔度 有关。临界应力与柔度的 关系，即应力总图,如下图所示。
2 cr 2
cr
表1
Q235钢 优质碳钢 硅钢 铬钼钢 铸铁 强铝
直线公式的系数a和b
a（ MPa ）
304 461 578 9807 332.2 373
材料强度指标（MPa）
b（ MPa ）
1.12 2.568 3.744 5.296 1.454 2.15
b ≥372； s ＝235 b ≥471； s ＝306 b ≥510； s ＝353
当受拉杆的应力达到屈服极限或 强度极限时，将引起塑性变形或断裂。 长度较小的受压短柱也有类似现象， 例如：低碳钢短柱被压扁，铸铁短柱 被压碎（因强度不足而失效）。然而 细长杆件受压时，却表现出与强度失 效全然不同的性质。例如，细长的竹 片受压时，开始轴线为直线，接着必 然是被压弯，最后折断。这便是杆件 因失稳而失效。此时并非其强度不够， 而是稳定性不够。 所以，在工程设计中提高压杆的稳定性就 显得尤为重要。
cr s
cr a b
B C
cr
s A p
2E 2
D
小柔度杆 中柔度杆 大柔度杆
O
2
1
我们知道临界应力越大，压杆也就越稳定，由上图可知：当 其它条件一定，柔度越小的压杆，其临界应力越大，因而越稳定。 所以，对于小柔度杆一般只考虑其压缩强度。 对于中柔度杆一般考虑材料的影响，因而一般通过选材提高 压杆的稳定性。 大柔度杆则着重从欧拉公式进行考虑（也是我们的重点考察 对象，一般，需要提高稳定性的都是大柔度杆）。 下面我们将从欧拉公式入手着重讨论如何提高大柔度杆的 稳定性。
提高压杆稳定性的措施
提高压杆稳定性的措施引言压杆是一种常见的工程结构，在许多领域中都有广泛应用，例如建筑、机械工程等。
然而，由于外界因素的干扰或设计不当，压杆的稳定性可能会受到影响，导致安全隐患和性能下降。
因此，提高压杆稳定性是非常重要的。
本文将介绍一些提高压杆稳定性的措施，涵盖了材料选择、结构设计和应用方法等方面。
1. 材料选择材料的选择对于压杆的稳定性具有重要影响。
以下是一些措施可以提高材料的稳定性：•强度：选择高强度的材料可以提高杆件的抗弯刚度，减少因扭曲和挠度导致的不稳定性。
•塑性：材料的塑性越大，即在超过屈服点后仍能延展，可以提高杆件的能量吸收能力，从而提高稳定性。
•抗腐蚀性：如果压杆在恶劣环境中使用，选择具有抗腐蚀性的材料可以延长压杆的使用寿命，并减少外界因素对稳定性的影响。
2. 结构设计良好的结构设计是确保压杆稳定性的重要条件。
以下是一些结构设计方面的措施：•适当选择剖面形状：选择适当的压杆剖面形状可以提高其抗弯刚度和稳定性，例如矩形、圆形或I型剖面。
•增加支撑点：在压杆的负荷路径上增加适当数量和位置的支撑点可以有效地减少压杆的挠度和变形，提高稳定性。
•增加剪切连接：通过增加剪切连接来加强压杆的稳定性，例如使用焊接、螺栓连接或搭接连接等。
•考虑过载情况：在设计过程中考虑到可能的过载情况，并采取相应的措施以确保压杆在不稳定情况下的安全性。
3. 应用方法合理的应用方法也能提高压杆的稳定性。
以下是一些应用方法方面的措施：•适当的预压：在使用压杆之前，进行适当的预压可以减小压杆受力后的变形，提高后续使用时的稳定性。
•控制温度变化：温度变化会导致压杆结构的膨胀或收缩，进而影响其稳定性。
控制温度变化可以采取隔热、冷却、通风等措施。
•合理的负荷分配：在实际应用中，合理分配负荷是确保压杆稳定性的关键。
通过考虑实际应力和挠度等因素，合理分布和调整负荷，可以提高稳定性。
4. 定期维护进行定期维护可以确保压杆稳定性的长期有效性。
材料力学压杆稳定
材料力学压杆稳定材料力学是研究物质内部力的作用和变形规律的一门学科。
在材料力学中，压杆稳定是一个重要的概念，它涉及到杆件在受压作用下的稳定性问题。
本文将围绕材料力学中的压杆稳定问题展开讨论，旨在帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
首先，我们需要了解什么是压杆稳定。
在材料力学中，压杆稳定是指杆件在受到压力作用时不会发生失稳现象，保持原有形状和结构的能力。
对于一个长细杆件来说，当受到外部压力作用时，如果其稳定性不足，就会出现侧向挠曲或屈曲等失稳现象，这将导致结构的破坏。
因此，压杆稳定是材料力学中一个至关重要的问题。
接下来，我们将从材料的选择、截面形状和支撑条件等方面来探讨如何提高压杆的稳定性。
首先，材料的选择对于压杆稳定至关重要。
一般来说，高强度、高刚度的材料更有利于提高压杆的稳定性。
此外，材料的表面质量和加工工艺也会对压杆的稳定性产生影响，因此在实际工程中需要对材料的选择和加工过程进行严格控制。
其次，截面形状也是影响压杆稳定性的重要因素。
通常情况下，圆形截面是最有利于抵抗压力的，因为圆形截面能够均匀分布受力，减小局部应力集中的可能性。
相比之下，矩形或其他非圆形截面的压杆在受到压力作用时往往稳定性较差，容易发生失稳现象。
最后，支撑条件也是影响压杆稳定性的关键因素之一。
压杆的支撑条件直接影响其在受力时的变形和稳定性。
合理的支撑设计能够有效地提高压杆的稳定性，减小失稳的可能性。
综上所述，材料力学中的压杆稳定是一个复杂而重要的问题，需要综合考虑材料的选择、截面形状和支撑条件等因素。
只有在这些方面都做到合理设计和严格控制，才能保证压杆在受力时不会发生失稳现象，从而确保结构的安全可靠。
希望本文能够帮助读者更好地理解和掌握材料力学中压杆稳定的相关知识，为工程实践提供一定的参考价值。
同时，也希望读者能够在实际工程中注重压杆稳定性的设计和控制，确保结构的安全可靠。
材料力学题库6
第8章 压杆稳定一、选择题1、长方形截面细长压杆，b /h ＝1/2；如果将b 改为h 后仍为细长杆，临界力F cr 是原来的多少倍？有四种答案，正确答案是（C ）。
crhhh（A ）2倍； （B ）4倍；（C ）8倍；（D ）16倍。
解答：因为 ，2、压杆下端固定，上端与水平弹簧相连，如图，则压杆长度系数μ的范围有四种答案，正确答案是（D ）。
（A ）0.5μ<；（B ）0.50.7μ<<；（C ）0.72μ<<；（D ）0.52μ<<。
3、图示中心受压杆（a ）、（b ）、（c ）、（d ）。
其材料、长度及抗弯刚度相同。
两两对比。
临界力相互关系有四种答案，正确答案是（C ）。
()2cr 2E F I ul π=3112I bh =(a) (b) (c)(d)（A）(F cr)a > (F cr)b，(F cr)c < (F cr)d；（B）(F cr)a < (F cr)b，(F cr)c > (F cr)d；（C）(F cr)a > (F cr)b，(F cr)c > (F cr)d；（D）(F cr)a < (F cr)b，(F cr)c < (F cr)d。
4、图示（a）、（b）两细长压杆材料及尺寸均相同，压力F由零以同样速度缓慢增加，则失稳先后有四种答案，正确答案是（B）。
（A）（a）杆先失稳；（B）（b）杆先失稳；（C）（a）、（b）杆同时失稳；（D）无法比较。
5、细长压杆，若其长度系数μ增加一倍，则压杆临界力F cr的变化有四种答案，正确答案是（C）。
（A）增加一倍；（B）为原来的四倍；（C）为原来的四分之一；（D）为原来的二分之一。
解答：6、两端球铰的正方形截面压杆，当失稳时，截面将绕哪个轴转动，有四种答案，正确答案是（D）。
()2cr2EFIulπ=（A ）绕y 轴弯曲；（B ）绕z 1轴弯曲；（C ）绕z 轴弯曲；（D ）可绕过形心C 的任何轴弯曲。
压杆稳定 实验报告
压杆稳定实验报告实验目的本实验的目的是研究压杆稳定性，了解不同因素对压杆稳定性的影响，并通过实验结果验证压杆稳定的理论原理。
实验设备和材料•一根长而细的杆子•一块平整的地面•一个测量尺•一个水平仪实验步骤1. 实验前准备首先，将地面清理干净，确保表面平整。
然后，将杆子竖直插入地面，确保杆子能够自由旋转。
2. 测量杆子的长度和质量使用测量尺准确测量杆子的长度，并记录下来。
然后使用天平等工具测量杆子的质量，并记录下来。
3. 确定杆子的重心将杆子固定在一个支点上，使其能够平衡。
使用水平仪测量杆子的水平位置，并标记出杆子的重心。
4. 施加压力在杆子的一端施加一个向下的压力，使杆子开始倾斜。
记录下施加的压力大小。
5. 观察杆子的稳定性观察杆子的倾斜角度，以及是否能够保持稳定。
如果杆子能够保持稳定，记录下杆子的最大倾斜角度。
6. 改变实验条件重复步骤4和步骤5，但是每次都改变一个实验条件。
例如，可以改变杆子的长度、质量、地面的摩擦力等。
实验结果与分析实验结果根据实验步骤所得数据，可以得出不同实验条件下杆子的倾斜角度与稳定性的关系。
条件倾斜角度稳定性杆子长度增加角度变小更稳定杆子质量增加角度变小更稳定地面摩擦力增大角度变小更稳定结果分析从实验结果可以看出，杆子的长度、质量以及地面的摩擦力都会影响杆子的稳定性。
当杆子的长度增加、质量增加或地面的摩擦力增大时，杆子的倾斜角度减小，稳定性增加。
这是因为杆子的稳定性取决于重心的位置。
当杆子倾斜时，重心会发生变化。
如果重心位置在支点上方，则杆子会保持稳定；如果重心位置在支点下方，则杆子会失去稳定性。
通过增加杆子的长度或质量，或者增加地面的摩擦力，可以将重心位置向支点上方移动，从而增加杆子的稳定性。
结论通过本实验，我们验证了压杆稳定的理论原理，并得出以下结论： 1. 增加杆子的长度、质量或地面的摩擦力可以提高杆子的稳定性。
2. 杆子的稳定性与重心位置密切相关，重心位置在支点上方时杆子更加稳定。
提高压杆稳定性的措施
提高压杆稳定性的策略首先援引课本中的“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()22cr L EI F μπ=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cr F 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m in I 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m in I 。
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Y Z I I ≠，若将其换成右边的形式则可使得Y Z I I ≈，更有利于维稳。
zYY而在截面形心主惯性矩相等或相近的前提下，可保持截面面积不变，增大I 值。
如将实心圆截面改为面积相等的空心圆截面就更合理。
而从截面角度出发提高整体稳定性的方法还有：添加缀条。
使用添加缀条的方法提高组合压杆的整体稳定性时，需要注意使每个分支都和整体具有相同的稳定性，设计才是合理的。
提高压杆稳定措施
提高压杆稳定措施概述在机械设计中，压杆是一种常用的机构，在各种工程和机械设备中都有广泛的应用。
压杆主要用于承受压力和保持结构的稳定性，因此提高压杆的稳定性是非常重要的。
本文将介绍一些提高压杆稳定性的措施，帮助工程师和设计者在设计和应用中更好地使用压杆。
压杆的稳定性问题压杆在承受压力时存在稳定性问题，特别是在长杆的情况下更为明显。
在受到压力作用时，压杆容易发生失稳现象，由于压杆的弯曲和形变，可能导致结构的破坏。
造成压杆稳定性问题的原因很多，主要包括以下几个方面：1.材料选择不当：材料的强度和刚度是影响压杆稳定性的重要因素，材料的力学性能不符合设计要求，会导致压杆的变形和不稳定。
2.杆件长度过长：在较长的杆件长度下，由于支承条件的限制，压杆容易发生弯曲和变形，从而影响其稳定性。
3.压力作用不均匀：在压杆上施加不均匀的压力，或者作用力轴线不在杆件的中心线上，都会导致压杆发生变形和失稳。
4.工作环境恶劣：压杆在恶劣的工作环境下，如高温、高湿、腐蚀等条件下，易受到外界环境的影响，从而影响其稳定性。
提高压杆稳定性的措施为了提高压杆的稳定性，设计者需要采取一系列的措施来解决上述问题。
下面将介绍一些常见的措施。
1. 合理选择材料在设计和选择压杆材料时，需要根据实际工程需求和应力条件来确定合适的材料。
材料的强度和刚度是考虑的关键因素，应选择具有较高强度和刚度的材料，以提高压杆的稳定性。
此外，还需要考虑材料的耐腐蚀性能，在恶劣环境中能够有效抵抗腐蚀。
2. 控制杆件长度在设计过程中，尽量控制杆件的长度，避免过长的杆件。
过长的杆件容易发生弯曲和挠曲现象，从而影响压杆的稳定性。
如果无法避免使用较长的杆件，可以采用增加支承点或增加镇定支撑结构的方式来增强稳定性。
3. 均匀施加压力为了避免压杆发生变形和挠曲，需要保证压力的均匀施加。
在设计和使用过程中，可以采用合理的支承方式和支撑结构，使压力能够均匀分布在整个压杆上。
此外，还可以考虑在压杆上增加支撑轴，以增加压杆的刚度和稳定性。
压杆稳定系数
压杆稳定系数
压杆稳定系数是指在结构力学中，压杆在压力作用下的稳定性能指标。
它是衡量压杆抵抗侧向位移的能力的重要参数，也是设计工程师必须考虑的因素之一。
压杆稳定系数又称为稳定系数，是结构稳定性设计中的重要参数之一。
它是指杆件受压时，杆件抵抗侧向位移的能力与杆件抗弯的能力之比。
具体来说，稳定系数越高，杆件越不容易产生侧向位移，也就越稳定。
在实际应用中，压杆的稳定性能是一个非常重要的因素。
如果压杆的稳定性能不足，就容易出现结构失稳，导致整个结构的破坏。
因此，在设计压杆时，必须充分考虑压杆的稳定性能，确保结构的安全性和稳定性。
压杆的稳定系数受到多种因素的影响。
其中，杆件的截面形状、尺寸和材料的强度等因素都会对稳定系数产生影响。
此外，杆件的长度和端部支承条件也是影响稳定系数的重要因素。
为了提高压杆的稳定性能，可以采取多种措施。
例如，可以选择适当的截面形状和尺寸，增加杆件的强度和刚度；也可以采用加强筋等结构加固措施，提高结构的整体稳定性。
压杆稳定系数是衡量压杆抵抗侧向位移能力的重要参数，是设计工
程师必须考虑的因素之一。
在实际应用中，必须充分考虑压杆的稳定性能，采取适当的措施提高其稳定性能，确保结构的安全性和稳定性。
提高压杆稳定性的措施
提高压杆稳定性的措施压杆是在机械工程和结构工程中经常使用的一种构件，用于支撑、固定或调整结构的位置和形状。
在一些特定的应用中，压杆可能面临着稳定性的问题，因此需要采取一些措施来提高其稳定性。
下面将介绍一些可以提高压杆稳定性的措施。
1.增加固定点的刚度：在压杆两端的固定点，可以通过改变支撑构造或增加支撑的数量来提高固定点的刚度。
增加固定点的刚度可以有效地减小压杆的位移或变形，在很大程度上提高了压杆的稳定性。
2.增加压杆的截面积：压杆的截面积越大，其在承受压力时的变形和变位越小。
因此，增大压杆的截面积可以提高其抗压能力，从而提高压杆的稳定性。
这可以通过增加压杆的直径或者采用更厚的材料来实现。
3.增加材料的强度：材料的强度是压杆稳定性的重要因素之一、因此，可以通过选择强度更高的材料来提高压杆的稳定性。
例如，工程师可以使用高强度钢材来制造压杆，以提高其承载能力和稳定性。
4.增加压杆的长度：增加压杆的长度可以有效地提高其稳定性。
根据欧拉公式，压杆的临界压力与长度成反比。
因此，通过增加压杆的长度，可以降低压杆的临界压力，提高其稳定性。
同时，增加压杆的长度还可以增大其受力面积，分散受力，从而减小应力集中。
5.增加压杆的支撑方式：压杆的支撑方式是影响其稳定性的重要因素之一、传统的支撑方式是在两端固定点进行支撑，可以通过改变支撑点的位置或增加支撑点的数量来提高压杆的稳定性。
此外，还可以采用斜支撑或环形支撑等新型支撑方式，以进一步增加压杆的稳定性。
6.加入支撑构件：在压杆的受力部位加入支撑构件是提高其稳定性的有效手段之一、支撑构件可以通过增加结构的稳定性，使压杆受力更加均匀，减小结构的变形。
根据具体情况，可以选择不同形式和位置的支撑构件，以提高压杆的稳定性。
总之，提高压杆的稳定性是设计和工程实践中重要的问题之一、通过采取上述措施，可以有效地提高压杆的稳定性，保证结构的安全性和可靠性。
当然，在实际应用中，还需要根据具体情况进行综合考虑和工程计算，以确保采取的措施能够产生预期的效果。
第十五章 压杆稳定
课题一 压杆稳定的概念
如上图，在自由端沿杆轴线方向施较小压力时，压杆处于直线平 衡状态（图a），此时若施加一微小横向干扰力，使杆处于微弯状 态（图b），然后将干扰力去除，杆经过几次左右摆动后，仍能回 复到原来的直线平衡状态（图c），这说明压杆的直线平衡状态是 稳定的。
但当压力F增大到某一数值时，压杆在微小干扰力作用下，杆即变 弯。当去除干扰力，杆不再回复到原来的直线平衡状态，而是处 于微弯平衡状态，称此时压杆的直线平衡状态不稳定。
（1）计算螺杆的柔度： i
I A
d
4 0
/
64
d0
40 mm 10mm
d
2 0
/
4
4
4
l 2 375 75
i 10
（2）计算临界应力
cr s a2 275 0.00853 压杆稳定校核与提高压杆稳定性的措施
（3）校核螺杆的稳定性。
稳定许用应力为：
[
w
]
cr nw
227 4
MPa
56.8MPa
螺杆的工作应力为： F 70 103 MPa 55.7MPa
A 40 2 / 4
[ w ]
，所以螺杆是稳定的。
二、提高压杆稳定性的措施
提高压杆的稳定性，关键在于提高压杆的临界力或临界应力。
第十五章 压杆稳定 课题三 压杆稳定校核与提高压杆稳定性的措施
对于钢材 cr s a2 对于铸铁 cr b a2
式中是与材料有关的常数，单位为MPa，其值可从表中10-2查得。
第十五章 压杆稳定
课题二 临界力和临界应力
压杆的临界应力是其柔度λ的函数，其函数图象（下图）称为临界 应力总图。
第十五章 压杆稳定
工程力学第5节 提高压杆稳定性的措施
（a）工字型
（b）槽型
（l )2
对于大柔度杆，其临界力与杆长 l 的平方成反比。 因此使压杆长度减小可以明显提高压杆的临界力。 若压杆长度不能减小，则可以通过增加压杆的约束 点，以减小压杆的计算长度，从而达到提高压杆承 载能力的目的。
注意
对于小柔度杆，则不能通过减小压杆 长度的办法来提高临界力。
但对各种钢材来说，弹性模量值差别不大，用高强 度钢时，临界应力的提高不显著，所以细长压杆用 普通钢制造，既合理又经济。
对于中柔度压杆，由经验公式看出，临界应力与材 料的强度有关，因此对于中柔度的压杆，可用高强 度钢制造以提高稳定性。对小柔度的短粗压杆，本 身就是强度问题，高强度钢优于普通碳素钢。
三、改变杆端约束形式 根据两端铰支细长压杆的临界载荷公式，由表 11-1 可知，加固杆端支承，长度因数值降低，可以提高 临界载荷，即提高了压杆的稳定性。一般来说，增 加压杆的约束，使其不容易发生弯曲变形，可以提 高压杆承载能力。
2 EI Fcr 2 ( l )
四、合理选用材料 对于大柔度杆（ P ），其 cr 与材料的 E 成正 比，故在其他条件相同的情形下，用弹性模量高的 材料制成的压杆，其临界力也高。 从材料手册中可以查出，碳钢的弹性模量大于铜、 铸铁或铝材料的弹性模量，故钢制压杆的临界力也 是这几种材料制成的压杆中最高的。
l A l i I
在截面面积不变的情况下，增大惯性矩的办法是尽 可能地把材料放在离形心较远的地方。
建筑力学 第11章 压杆稳定
第11章压杆稳定[内容提要]稳定问题是结构设计中的重要问题之一。
本章介绍了压杆稳定的概念、压杆的临界力-欧拉公式，重点讨论了压杆临界应力计算和压杆稳定的实用计算，并介绍了提高压杆稳定性的措施。
11.1 压杆稳定的概念工程中把承受轴向压力的直杆称为压杆。
前面各章中我们从强度的观点出发，认为轴向受压杆，只要其横截面上的正应力不超过材料的极限应力，就不会因其强度不足而失去承载能力。
但实践告诉我们，对于细长的杆件，在轴向压力的作用下，杆内应力并没有达到材料的极限应力，甚至还远低于材料的比例极限σP时，就会引起侧向屈曲而破坏。
杆的破坏，并非抗压强度不足，而是杆件的突然弯曲，改变了它原来的变形性质，即由压缩变形转化为压弯变形（图11-1所示），杆件此时的荷载远小于按抗压强度所确定的荷载。
我们将细长压杆所发生的这种情形称为“丧失稳定”，简称“失稳”，而把这一类性质的问题称为“稳定问题”。
所谓压杆的稳定，就是指受压杆件其平衡状态的稳定性。
为了说明平衡状态的稳定性，我们取细长的受压杆来进行研究。
图11-2(a)为一细长的理想轴心受压杆件，两端铰支且作用压力P，并使杆在微小横向干扰力作用下弯曲。
当P较小时，撤去横向干扰力以后，杆件便来回摆动最后仍恢复到原来的直线位置上保持平衡（图11-2(b)）。
因此，我们可以说杆件在轴向压力P的作用下处于稳定平衡状态。
P，杆件受到干扰后，总能回复到它原来的直线增大压力P，只要P小于某个临界值crP时，杆件虽位置上保持平衡。
但如果继续增加荷载，当轴向压力等于某个临界值，即P=cr然暂时还能在原来的位置上维持直线平衡状态，但只要给一轻微干扰，就会立即发生弯曲并停留在某一新的位置上，变成曲线形状的平衡（图11-2(c)）。
因此，我们可以认为杆件在P的作用下处在临界平衡状态，这时的压杆实质上是处于不稳定平衡状态。
P=cr(a) (b) (c)图11-1 图11-2继续增大压力P ，当轴向压力P 略大于cr P 时，由于外界不可避免地给予压杆侧向的干扰作用（例如轻微的振动，初偏心存在，材料的不均匀性，杆件制作的误差等），该杆件将立即发生弯曲，甚至折断，从而杆件失去承载能力。
材料力学-10-压杆的稳定问题
10.3 长细比与压杆分类
表10-1 常用工程材料的a和b数值 （P247）
10.3 长细比与压杆分类
3、粗短杆
——不发生屈曲，而发生屈服
s
对于粗短杆，临界应力即为材料的屈服应力:
cr s
三、 临界应力总图与P、s值的确定
π EI FPcr 2 l
10.2 细长压杆的临界荷载 欧拉公式
3.两端固定
同理
M C 0, M D 0
D
FPcr
C
π EI 2 0.5l
2
π EI FPcr 2 l
2
10.2 细长压杆的临界荷载 欧拉公式
两端铰支 ＝1.0
一端自由， 一端固定 ＝2.0
一端铰支， 一端固定 ＝0.7
因为
1.3a
l 1 l 2 l 3
π 2 EI l 2
a
(1)
(2)
(3)
又 故
FPcr
FPcr1 FPcr2 FPcr3
（1）杆承受的压力最小，最先失稳； （3）杆承受的压力最大，最稳定。
10.2 细长压杆的临界荷载 欧拉公式
例题 2
P
c
a\2
已知：图示压杆EI ，且 杆在B支承处不能转动。 求：临界压力。
A
π 2 EI 0.5a 2
第10章 压杆的稳定问题
10.3 长细比与压杆分类
10.3 长细比与压杆分类
一、 临界应力与长细比的概念
欧拉公式应用于线弹性范围
FPcr cr p A
σcr——临界应力(critical stress)； σp——材料的比例极限。 能否在计算临界荷载之前，预先判断压杆是否 发生弹性屈曲？
材料力学10压杆稳定_3稳定条件_安全因数法
丝杠的临界应力 丝杠的临界力
cr a b 268.4 MPa Fcr cr A 337.1 kN
3）稳定性校核 丝杠的工作安全因数
n
Fcr Fmax
337.1103 N 80103 N
4.21 nst
4
所以，丝杠稳定性满足要求。
[例2] 液压装置的活塞杆如图，已知液压缸内径 D = 65 mm，油压 p
第五节 压杆的稳定计算·安全因数法
一、压杆的稳定条件
F ≤ Fcr ns t
或
n
Fc r F
≥ nst
其中，nst 为规定的稳定安全因数，一般应高于强度安全因数 n 为实际的工作安全因数
说明： 1）对于等截面压杆，满足稳定条件一定满足强度条件。
2）压杆局部截面的削弱不会影响其整体的稳定性，但需补充对削 弱截面进行强度校核。
2）减小杆长 l
3）采用合理的截面形状，使压杆在各个方向上的柔度 大致相等
[例1] 千斤顶如图，已知丝杠长度 l = 375 mm，有效直径 d = 40 mm，
材料为45 钢，所受最大轴向压力 Fmax = 80 kN，规定的稳定安全系数 为 nst = 4，试校核丝杠的稳定性。
解： 1）计算丝杠柔度ຫໍສະໝຸດ 2）计算 AB 杆柔度查表得 Q235 钢的柔度界限值
p 100
AB 杆柔度
s 61.4 l 80
i
3）计算 AB 杆临界力
由于 s < < p ，AB 杆属于中长杆，
故采用直线公式计算其临界力
cr a b 214 MPa
Fcr Acr 268 kN
丝杠可简化为一端固定、一端自由的压杆
工程力学(高教版)教案：第九章 压杆稳定
第九章 压杆稳定第一节 压杆稳定的概念对于一般的构件，其满足强度及刚度条件时，就能确保其安全工作。
但对于细长压杆，不仅要满足强度及刚度条件，而且还必须满足稳定条件，才能安全工作。
例如，取两根截面（宽300mm ，厚5mm ）相同；其抗压强度极限40=c σMpa 的松木杆；长度分别为30mm 和1000mm ，进行轴向压缩试验。
试验结果，长为30mm 的短杆，承受的轴向压力可高达6kN （A c σ），属于强度问题；长为1000mm 的细长杆，在承受不足30N 的轴向压力时起就突然发生弯曲，如继续加大压力就会发生折断，而丧失承载能力，属于压杆稳定性问题。
如图9-1(a)所示，下端固定，上端自由的理想细长直杆，在上端施加一轴向压力P 。
试验发现当压力P 小于某一数值cr P 时，若在横向作用一个不大的干扰力，如图9-1b 所示，杆将产生横向弯曲变形。
但是，若横向干扰力消失，其横向弯曲变形也随之消失，如图9-1c 所示，杆仍然保持原直线平衡状态，这种平衡形式称为稳定平衡。
当压力cr P P =时，杆仍然保持直线平衡，但此时再在横向作用一个不大的干扰力，其立刻转为微弯平衡，但此时在，如图9-1d 所示，并且当干扰力消失后，其不能再回到原来的直线平衡状态，这种平衡形式称为不稳定平衡。
压杆由原直线平衡状态转为曲线平衡状态，称为丧失稳定性，简称失稳。
使压杆原直线的平衡由稳定转变为不稳定的轴向压力值cr P ，称为压杆的临界载荷。
在临界载荷作用下，压杆既能在直线状态下保持平衡，也能在微弯状态保持平衡。
所以，当轴向压力达到或超过压杆的临界载荷时，压杆将产生失稳现象。
图9-1在工程实际中，考虑细长压杆的稳定性问题非常重要。
因为这类构件的失稳常发生在其强度破坏之前，而且是瞬间发生的，以至于人们猝不及防，所以更具危险性。
例如：1907年，加拿大魁北克的圣劳伦斯河上一座跨度为548m 的钢桥，在施工过程中，由于两根受压杆件失稳，而导致全桥突然坍塌的严重事故；1912年，德国汉堡一座煤气库由于其一根受压槽钢压杆失稳，而致致使其破坏。
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提高压杆稳定性的措施
2 EI Fcr (l )2
• 减少杆件的计算长度； • 增强约束的牢固性； • 选用合理的截面形状； • 合理选用材料
提高压杆稳定性的措施
2 EI Fcr (l )2
1. 减少杆件的计算长度 改变结构、增加支座。
2. 增强约束的牢固性 长度因数越小，压杆的临界压力就越大。
提高压杆稳定性的措施
2 EI Fcr (l )2
3. 选用合理的截面形状
π2 E
（1）σcr 2
l
i
杆端约束相同： imax= imin ，Imax= Imin
杆端约束不同： λmax= λmin
提高压杆稳定性的措施
（2）尽可能把材料放在离截面形心较远处。
2 EI Fcr (l )2提高压杆稳定性的措施2 EI Fcr (l )2
4. 合理选用材料 大柔度杆： 材料的E值。各种钢材的E值接近。 中、小柔度杆：材料的强度。（参考a/b参数表）
本讲结束