提高压杆稳定性的措施

提高压杆稳定性的措施王今艳(承德旅游职业学院，河北 承德 067000)摘 要: 提高压杆稳定性的中心问题，是提高杆件的临界力(临界应力)。可以从下列两方面考虑：一、适当降低压杆柔度二、合理选用材料

提高压杆稳定性的措施 王今艳 (承德旅游职业学院，河北承德067000) 摘要: 提高压杆稳定性的中心问题，是提高杆件的临界力(临界应力)。可以从下列两 方面考虑：一、适当降低压杆柔度二、合理选用材料。 关键字 ：压杆；临界力；临界应力；稳定性 中图分类号文献标识码文章编号 ：TU311：A：1811-8755(2004)0395 轴向受压杆的承载能力是依据强度条件σ=N/A≤[σ]确定的，但在实际工程中发现许多 细长的受压杆件的破坏是在满足了强度条件的情况下发生的。在工程史上曾发生过不少类似 长杆的突然弯曲破坏导致整个结构的毁坏的事故。其中最有名的是1907年北美魁北克圣劳伦 斯河上的大铁桥因桁架中一根受压后突然弯曲引起大桥的坍塌。 这种细长受压杆突然破坏，就其性质而言与强度问题完全不同，它是由于杆件丧失了保 持直线形状的稳定性而造成的，这种破坏称丧失稳定。杆件招致丧失稳定破坏的压力要小的 多。因此，对细长杆件必须进行稳定性的计算。 压杆直线形状平衡状态的稳定性与杆上受到的压力大小有关，当P<P时是稳定的,P≥P CRCR 是不稳定的,特定值P称为压杆的临界力.而压杆的稳定性的计算,关键在于确定各种杆件的 CR 临界力,使杆件上压力不超过它,确保杆件不发生丧失稳定的破坏. 细长杆件保持直线形状的稳定性称为压杆稳定,而压杆的稳定是由欧拉公式来计算的,即 22 22 压杆的临界力P=πEI/(μl)和杆件的临界应力σ=πE/λ.而提高压杆的稳定性就 CR cr 是提高压杆的临界力PCR或临界应力σcr,从压杆的临界应力公式可以看出,压杆的材料(E 和σ)与柔度λ是影响临界力大小的两个主要因素,下面分别讨论根据这些因素与达到提高 S 压杆稳定性的措施. 提高压杆稳定性的中心问题，是提高杆件的临界力（临界应力），可以从下列两方面考 虑： 一、 适当降低压杆柔度 22 由于σ=πE/λ中λ越小,临界应力越大,压杆的稳定性越好,而要降低柔度,可以 cr 从以下四个方面加以考虑: 1、 选择合理的截面形状 柔度λ与惯性半径I成反比，因此，要提高压杆的稳定性，应尽量增大I。由于I= √i/A所以在截面积一定的情况下，要尽量增大惯性矩I。例如，采用空心截面或组合截 面尽量使截面材料远离中性轴。 当压杆在各个弯曲平面内的支撑情况相同时，为避免在最小刚度平面内先发生失稳，应 尽量使各个方向的惯性矩相同。例如采用圆形、方形。 若压杆的两个弯曲平面支承情况不同，则采用两个方向惯性矩不同的截面，与相应的支 承情况对应。例如采用矩形、工字形截面。在具体确定截面尺寸时，抗弯刚度大的方向的对 应支承固结程度低的方向，抗弯刚度小的方向对应支承固结强的方向，尽可能使两个方向的 柔度相等或接近，抗失稳的能力大体相同。 2、 改善支承条件 因压杆两端支承越牢固，长度系数μ就越小，则柔度也小，从而临界应力就越大。故 采用μ值小的支承形式可提高压杆的稳定性。 3、 减少杆的长度 压杆临界力的大小与杆长平方成反比，缩小杆件长度可以大大提高临界力，即提高抵抗 失稳的能力。因此压杆应尽量避免细而长。在可能时，在压杆中间增加支承。也能起到有效 作用。