材料力学课件-压杆稳定.pptx

(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)第九章第九章 压杆稳定压杆稳定（Buckling of Columns）9-1 压杆稳定的概念压杆稳定的概念 (The basic concepts of columns)9-3 其它支座条件下细长压杆的临界压力其它支座条件下细长压杆的临界压力(Eulers Formula for other end conditions)9-2 两端铰支细长压杆的临界压力两端铰支细长压杆的临界压力(The Critical Load for a straight,uniform,axially loaded,pin-ended columns)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)9-4 欧拉公式的应用范围欧拉公式的应用范围 经验公式经验公式 (Applicable range for Eulers formula the experimental formula)9-5 压杆的稳定校核压杆的稳定校核(Check the stability of columns)9-6 提高压杆稳定性的措施提高压杆稳定性的措施(The measures to enhance the columns stability)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)第二章中，轴向拉、压杆的强度条件为第二章中，轴向拉、压杆的强度条件为第二章中，轴向拉、压杆的强度条件为第二章中，轴向拉、压杆的强度条件为 例如例如例如例如:一长为一长为一长为一长为300300300300mmmm的钢板尺的钢板尺的钢板尺的钢板尺,横截面尺寸为横截面尺寸为横截面尺寸为横截面尺寸为 20202020mmmm 1 1 1 1 mmmm.钢的许用应力为钢的许用应力为钢的许用应力为钢的许用应力为 =196=196=196=196MPaMPa.按强度条件计算得按强度条件计算得按强度条件计算得按强度条件计算得钢板尺所能承受钢板尺所能承受钢板尺所能承受钢板尺所能承受的轴向压力为的轴向压力为的轴向压力为的轴向压力为 F F=A A =3.92 kN3.92 kN 91 压杆稳定的概念压杆稳定的概念(The basic concepts of columns)实际上实际上实际上实际上,其承载能力并不取决于轴向压缩的抗压强度其承载能力并不取决于轴向压缩的抗压强度其承载能力并不取决于轴向压缩的抗压强度其承载能力并不取决于轴向压缩的抗压强度,而是而是而是而是与受压时变弯有关与受压时变弯有关与受压时变弯有关与受压时变弯有关.当加的轴向压力达到当加的轴向压力达到当加的轴向压力达到当加的轴向压力达到40N40N40N40N时时时时,钢板尺钢板尺钢板尺钢板尺就突然发就突然发就突然发就突然发明显的弯曲变形明显的弯曲变形明显的弯曲变形明显的弯曲变形,丧失了承载能力丧失了承载能力丧失了承载能力丧失了承载能力.一、引言一、引言一、引言一、引言 (Introduction)(Introduction)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)工程中有些构件工程中有些构件工程中有些构件工程中有些构件具有足够的强度、刚具有足够的强度、刚具有足够的强度、刚具有足够的强度、刚度度度度,却不一定能安全可却不一定能安全可却不一定能安全可却不一定能安全可靠地工作靠地工作靠地工作靠地工作.构件的承载能力构件的承载能力构件的承载能力构件的承载能力 强度强度强度强度 刚度刚度刚度刚度 稳定性稳定性稳定性稳定性(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)二、工程实例二、工程实例二、工程实例二、工程实例（Example problemExample problem）(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)案例案例案例案例1 201 20世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏（Theodore Theodore CooperCooper）在圣劳伦斯河上建造在圣劳伦斯河上建造在圣劳伦斯河上建造在圣劳伦斯河上建造魁比克大桥魁比克大桥魁比克大桥魁比克大桥(Quebec Bridge)(Quebec Bridge)19071907年年年年8 8月月月月2929日，发生稳定性破坏，日，发生稳定性破坏，日，发生稳定性破坏，日，发生稳定性破坏，8585位工人死亡位工人死亡位工人死亡位工人死亡，成为上世纪十大，成为上世纪十大，成为上世纪十大，成为上世纪十大工程惨剧之一工程惨剧之一工程惨剧之一工程惨剧之一.三、失稳破坏案例三、失稳破坏案例三、失稳破坏案例三、失稳破坏案例 (Bucking(Bucking examples)examples)(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)案例案例案例案例2 19952 1995年年年年6 6月月月月2929日下午，韩国汉城三丰百货大楼，由于盲日下午，韩国汉城三丰百货大楼，由于盲日下午，韩国汉城三丰百货大楼，由于盲日下午，韩国汉城三丰百货大楼，由于盲目扩建，加层，致使大楼四五层立柱不堪重负而产生失稳破坏目扩建，加层，致使大楼四五层立柱不堪重负而产生失稳破坏目扩建，加层，致使大楼四五层立柱不堪重负而产生失稳破坏目扩建，加层，致使大楼四五层立柱不堪重负而产生失稳破坏使大楼倒塌，死使大楼倒塌，死使大楼倒塌，死使大楼倒塌，死502502人，伤人，伤人，伤人，伤930930人，失踪人，失踪人，失踪人，失踪113113人人人人.(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)案例案例案例案例3 20003 2000年年年年1010月月月月2525日上午日上午日上午日上午1010时南时南时南时南京电视台演播中心由于脚手架失稳京电视台演播中心由于脚手架失稳京电视台演播中心由于脚手架失稳京电视台演播中心由于脚手架失稳造成屋顶模板倒塌，造成屋顶模板倒塌，造成屋顶模板倒塌，造成屋顶模板倒塌，死死死死6 6人，伤人，伤人，伤人，伤3434人人人人.研究压杆稳定性问题尤为重要研究压杆稳定性问题尤为重要(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)1.1.1.1.平衡的稳定性平衡的稳定性平衡的稳定性平衡的稳定性（Stability of equilibriumStability of equilibrium ）四、压杆稳定的基本概念四、压杆稳定的基本概念四、压杆稳定的基本概念四、压杆稳定的基本概念 (The basic concepts of columns)(The basic concepts of columns)随遇平衡随遇平衡随遇平衡随遇平衡(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)2.2.2.2.弹性压杆的稳定性弹性压杆的稳定性弹性压杆的稳定性弹性压杆的稳定性 (Stability of Equilibrium applies to(Stability of Equilibrium applies to elastic compressive members)elastic compressive members)稳定平衡状态稳定平衡状态稳定平衡状态稳定平衡状态 临界平衡状态临界平衡状态临界平衡状态临界平衡状态 不稳定平衡状态不稳定平衡状态不稳定平衡状态不稳定平衡状态 关键关键关键关键确定压杆的确定压杆的确定压杆的确定压杆的临界力临界力临界力临界力 F Fcrcr稳稳稳稳定定定定平平平平衡衡衡衡不不不不稳稳稳稳定定定定平平平平衡衡衡衡临界状态临界状态临界状态临界状态临界压力临界压力临界压力临界压力:F Fcrcr过过过过度度度度对应的对应的对应的对应的压力压力压力压力(Buckling of Columns)(Buckling of Columns)五、稳定问题与强度问题的区别五、稳定问题与强度问题的区别五、稳定问题与强度问题的区别五、稳定问题与强度问题的区别(Distinguish between(Distinguish between stable problem and strength problem)stable problem and strength problem)平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态应力应力应力应力平衡方程平衡方程平衡方程平衡方程极限承载能力极限承载能力极限承载能力极限承载能力直线平衡状态不变直线平衡状态不变直线平衡状态不变直线平衡状态不变平衡形式发生变化平衡形式发生变化平衡形式发生变化平衡形式发生变化达到限值达到限值达到限值达到限值小于限值小于限值小于限值小于限值 y y ，所以压杆绕，所以压杆绕，所以压杆绕，所以压杆绕 z z 轴先失稳，且轴先失稳，且轴先失稳，且轴先失稳，且 z z =115 =115 1 1，用，用，用，用欧拉公式计算临界力欧拉公式计算临界力欧拉公式计算临界力欧拉公式计算临界力.