压杆的稳定性

压杆的稳定性

压杆稳定是指当细长的受压杆当压力达到一定值时，受压杆可能突然弯曲而破坏，即产生失稳现象。

早在文艺复兴时期，伟大的艺术家、科学家和工程师达芬奇对压杆做了一些开拓性的研究工作。荷兰物理学教授穆申布罗克于1729年通过对于木杆的受压实验，得出“压曲载荷与杆长的平方成反比的重要结论”。

压杆的稳定性：当细长杆件受压时，却表现出与强度失效全然不同的性质。例如一根细长的竹片受压时，开始轴线为直线，接着必然是被压弯，发生颇大的弯曲变形，最后折断。与此类似，工程结构中也有很多受压的细长杆。

提高压杆稳定性的方法

提高压杆稳定性的方法

提高压杆稳定性的方法，当细长的受压杆当压力达到一定值时，受压杆可能突然弯曲而破坏就会产生失稳的现象，这时候就需要提高压杆的稳定性，那么提高压杆稳定性的方法有哪些呢？

提高压杆稳定性的方法1 ①采用合理的材料制作压杆（选择合适的E）。

选择弹性模量高的材料，如优质钢，各种复合材料等。但是由于各种钢材的弹性模量相差不大，所以当细长压杆要选用钢材时，仅仅出于稳定性的要求而选用高强度钢材制作细长压杆是不经济的；对于中长杆采用高强度材料才能够比较明显地提高稳定性。

②采用合理截面形式（使minI增大）。

由于杆件一般处于空间受力状态或双向平面受力状态，故压杆稳定性总是受限于稳定性最差的一个方向，即决定于截面的minI。当截面面积不变时，可改变截面形状，尽量使其形心主惯性矩相等或相近，这样压杆在各个方向就具有相近的稳定性，下面举例说明：

由两个槽型钢组成的截面，左边的截面形式若间距控制得不好，会使得YZII，若将其换成右边的形式则可使得YZII，更有利于维稳。

③减小相当长度和增强杆端约束（使L减小，μ减小）。

压杆的稳定性随杆长的增加而降低，因此应尽量降低杆的相当长度，例如在杆中间设置中间支承。另，将杆端约束增强，可减小长度因数值，亦可增强杆件稳定性。例如在支座处焊接或铆接支撑钢板；将固定铰支座增强为固定端；在不同受力方向采用相同约束等。

提高压杆稳定性的方法2 压杆的稳定性

压杆稳定是指当细长的.受压杆当压力达到一定值时，受压杆可能突然弯曲而破坏，即产生失稳现象。

早在文艺复兴时期，伟大的艺术家、科学家和工程师达芬奇对压杆做了一些开拓性的研究工作。荷兰物理学教授穆申布罗克于1729年通过对于木杆的受压实验，得出“压曲载荷与杆长的平方成反比的重要结论”。

压杆的稳定性：当细长杆件受压时，却表现出与强度失效全然不同的性质。例如一根细长的竹片受压时，开始轴线为直线，接着必然是被压弯，发生颇大的弯曲变形，最后折断。与此类似，工程结构中也有很多受压的细长杆。

存在问题

除压杆外，其他构件也存在稳定失效问题。例如在内压作用下的圆柱形薄壳，壁内应力为拉应力，这就是一个强度问题。蒸汽锅炉、圆柱形薄壁容器就是这种情况；但如圆柱形薄壳在均匀外压作用下，壁内应力变为压应力(图五)，则当外压到达临界值时，薄壳的圆形平衡就变为不稳定，会突然变成由虚线表示的长圆形。与此相似，板条或工字梁在最大抗弯刚度平面内弯曲时，会因载荷达到临界值而发生侧向弯曲(图六)。薄壳在轴向压力或扭矩作用下，会出现局部折皱。这些都是稳定性问题。

提高压杆稳定性的方法3 压杆稳定性的概念

细长直杆两端受轴向压力作用，其平衡也有稳定性的问题。设有一等截面直杆，受有轴向压力作用，杆件处于直线形状下的平衡。为判断平衡的稳定性，一横向干扰力，使杆件发生微小的弯曲变形（图10–2a），然后撤消此横向干扰力。当轴向压力较小时，撤消横向干扰力后杆件能够恢复到原来的直线平衡状态（图10–2b），则原有的平衡状态是稳定平衡状态；当轴向压力增大到一定值时，撤消横向干扰力后杆件不能再恢复到原来的直线平衡状态（图10–2c），则原有的平衡状态是不稳定平衡状态。压杆由稳定平衡过度到不稳定平衡时所受轴向压力的临界值称为临界压力，或简称临界力，用Fcr表示。

当F=Fcr时，压杆处于稳定平衡与不稳定平衡的临界状态，称为临界平衡状态，这种状态的特点是：不受横向干扰时，压杆可在直线位置保持平衡；若受微小横向干扰并将干扰撤消后，压杆又可在微弯位置维持平衡，因此临界平衡状态具有两重性。

压杆处于不稳定平衡状态时，称为丧失稳定性，简称为失稳。显然结构中的受压杆件绝不允许失稳。

柔度越大压杆的稳定性越好

压杆柔度越大,稳定性越好是正确的。

解析：刚度是抵抗变形的能力，稳定性就是构件保持原有平衡状态的能力。而柔度就是变形的能力，柔度越大，稳定性就越差。

通常稳定安全系数高于强度安全系数。这是因为一些难于避免的因素，如杆件轴线不绝对平直（初弯曲），压力偏心，材料不均匀和支座缺陷等，都将严重地影响着压杆的稳定性。压杆横截面如有局部削弱（如螺栓孔、铆钉孔等），在计算其临界力时仍用毛面积，因为局部削弱对临界力的影响很小。但在作强度校核时仍需采用削弱后的净面积。

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