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非弹性范围理想压杆临界应力优化探讨

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:当σcr>σP或λ<λP时,压杆已进入非弹性范围内,不能再利用欧拉公式分析其临界应力。通常情况下,此类压杆又分为两类。非弹性范围理想压杆这类杆件从破坏情况看,与细长杆很相似,主要是因失稳而破坏,不同之处是其临界应力虽小于材料的屈服极限或强度极限,但已超过比例极限,欧拉公式已不适用。计算这类问题的临界力或临界应力通常采用建立在试验基础上的经验公式,较常用的经验公式有直线公式和抛物线公式等。

非弹性范围理想压杆临界应力优化探讨

当σcr>σP或λ<λP时,压杆已进入非弹性范围内,不能再利用欧拉公式分析其临界应力。通常情况下,此类压杆又分为两类。

(1)非弹性范围理想压杆

这类杆件从破坏情况看,与细长杆很相似,主要是因失稳而破坏,不同之处是其临界应力虽小于材料的屈服极限或强度极限,但已超过比例极限,欧拉公式已不适用。计算这类问题的临界力或临界应力通常采用建立在试验基础上的经验公式,较常用的经验公式有直线公式和抛物线公式等。

Fcr=σcr A

式中:A为压杆的横截面面积;a、b为与材料有关的常数,随材料不同而不同,具体参看相关设计规范或其他参考书。

式(7.13)也有一个适用范围,即要求其临界应力不能超过材料的极限应力(σs或σb)。以直线公式为例,对塑性材料应有

σcr=a-bλ≤σs(www.xing528.com)

令σcr=σs时的柔度为λs,则有

屈服点为σs=235MPa的Q235钢,a=304,b=1.12,可得

λs=(304-235)/1.12≈62

即对Q235钢而言,λ≥λs=62时才能应用直线型公式。

(2)非弹性范围理想压杆

当压杆的柔度λ≤λs时,一般不会因为失稳而破坏,只会因为杆中的压应力达到材料的屈服极限或强度极限而破坏,属于强度破坏,按简单压缩情况计算即

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