文档介绍：提高压杆稳定性的措施
主讲人:神啊
内容简介
压杆及其稳定性的回顾
提高压杆稳定性措施
总结
下面先让我们一起来回顾一下压杆及其稳定性的相关知识点
什么是压杆呢?
什么是压杆的稳定性呢?
怎样提高压杆的稳定性呢?
天空中飘来了三朵乌云~~
压杆:顾名思义是受压的杆,
工程中我们一般指那些受压的细长杆。
你知道吗?
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。
工程中的压杆:
内燃机、空气压缩机、蒸汽机的连杆,桁架结构中的抗压杆、建筑物中的柱。
所以,在工程设计中提高压杆的稳定性就显得尤为重要。
工程实例
根据前面所学内容,我们知道由压杆的绕度曲线方程可以导
出计算压杆临界应力的欧拉公式:
其中
I为横截面的惯性矩。
是一个量纲一的量,称为柔度或细长比,它集中地反映了压杆的长度、
约束条件、截面尺寸和形状等因素对临界应力的影响。
适用条件:
不在这一适用条件范围内的压杆要用经验公式:
其中与是与材料有关的常数,常见材料的系数如下表所示。
材料强度指标(MPa)
a( MPa )
b( MPa )
Q235钢b ≥372;
s =235
304
优质碳钢b ≥471;
s =306
461
硅钢b ≥510;
s =353
578
铬钼钢
9807
铸铁
强铝
373
松木
表1 直线公式的系数a和b
通过对压杆稳定性及其校核的理解,我们可以知道,压杆的稳定性与临界应力有关。由欧拉公式和经验公式我们不难发现临界应力始终与柔度有关。临界应力与柔度的关系,即应力总图,如下图所示。
A
B
C
D
O
小柔度杆
中柔度杆
大柔度杆
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。
欧拉公式
通过以上研究,结合欧拉公式,我们知道影响压杆稳定的因素有:
1. 压杆的截面
欲改善物件性能,通常我们从影响该性能的因素着手!