第七章 压杆稳定

第七章 压杆稳定
第一节 压杆稳定的概念
Youth means limitless possibilities. 年轻就意味着无限的可能。
材料力学 Mechanics of Materials
第一节 压杆稳定的概念 1、工程中的压杆
网架结构中的杆
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第一节 压杆稳定的概念 3 、压杆失稳的实例
1907年8月9日,在加拿大离魁北克城14.4Km横跨圣劳伦斯河的 大铁桥在施工中倒塌.灾变发生在当日收工前15分钟,桥上74人坠河 遇难.原因是在施工中悬臂桁架西侧的下弦杆有二节失稳所致.
杭州某研发生产中心的厂房屋顶为园弧形大面积结构,屋面采 用预应力密肋网架结构,密肋大梁横截面(600mm×1400mm),屋面 采用现浇板,板厚120mm .2003年2月18日晚19时,当施工到26～28轴 时,支模架失稳坍塌,造成重大伤亡事故。
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1、工程中的压杆
小亭子的立柱
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1、工程中的压杆
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第一节 压杆稳定的概念
5、压杆失稳与临界压力
F<Fcr
F=Fcr
Q QQ
Q QQ
F>Fcr Q QQ
a)直线稳态
b)微弯平衡
c)失稳
干扰力去除，恢复直线 干扰力去除，保持微弯 干扰力去除，继续 变形，直至折断
理想压杆——材料均匀﹑轴线为直线且外加压力与轴线重合
材料力学 Mechanics of Materials
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ章 压杆稳定
第一节 压杆稳定的概念 第二节 细长压杆的临界力 第三节 欧拉公式的适用范围及经验公式 第四节 其它形式构件的稳定问题
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材料力学 Mechanics of Materials
美国哈特福特城的体育馆网架结构，平面92m×110m,突然于 1978年破坏而落地，破坏起因可能是压杆屈曲。以及1988年加拿 大一停车场的屋盖结构塌落，1985年土耳其某体育场看台屋盖塌 落，这两次事故都和没有设置适当的支撑有关。
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即中心受压直杆
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第一节 压杆稳定的概念 5、压杆失稳与临界压力
稳定平衡：压杆能恢复原来直线状态的平衡
不稳定平衡：压杆不能恢复原来直线状态的平衡
失稳 —— 压杆丧失其直线状态平衡而过渡到
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第一节 压杆稳定的概念 4、稳定平衡和不稳定平衡 ″稳定″和″不稳定″是指物体的平衡性质而言
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1、工程中的压杆
桥墩
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1、工程中的压杆 吊车或翻斗车的顶杆
压压杆杆
压杆
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30 c 305 0.2MPa
两者失效原因存在本质区别：
短木条:强度失效，由强度不足引起
F30N
F 6000N
1000
30
长木条:非强度失效(丧失稳定)，由 稳定性不足引起
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稳定性问题。
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第一节 压杆稳定的概念 一个实验：
松木板条：截面尺寸5×30，抗压极 限应力40MPa。
短木条失效时：
c
6000 30 5
40MPa
长木条失效时：
屈曲
曲线状态平衡的现象
（buckling）
压杆的临 ——
界压力
压杆由稳定平衡过渡到不稳定平 衡的压力临界值 （Fcr）
（Critical load）
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(a)稳定平衡
(b)不稳定平衡
(c)随遇平衡
处于凹面的球体，其平衡是稳定的，当球受到微小干扰，偏离 其平衡位置后，经过几次摆动，它会重新回到原来的平衡位置
处于凸面的球体，当球受到微小干扰，它偏离其平衡位置，而 不再恢复原位，故平衡是不稳定的
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第一节 压杆稳定的概念 2 、压杆的失效形式
在外力作用下的杆件，当应力达到屈服极限或强度极限时， 将发生塑性变形或断裂，这种破坏是由于强度不足引起的。长 度很小的受压短杆也有相同的现象。
但是在工程中有些构件具有足够的强度和刚度，却不一定 能安全可靠地工作。