296 — Напряжения и силы критические 292, 294, 557 — Устойчивость

Прямолинейная форма равновесия сжатого стержня устойчива до достижения сжимающей силой так называемого критического значения (Якр). Стержень, потерявший устойчивость, работает на совместное действие изгиба и сжатия. Даже незначительное превышение сжимающей силой критического значения связано с появлением весьма значительных прогибов стержня, а следовательно, больших изгибающих моментов и напряжений. Практически потеря устойчивости означает выход конструкции из строя, даже если это и не сопровождается разрушением (изломом) стержня. [c.241]

В реальных деталях стержневой формы (винтах, стойках и др.) неизбежны отклонения оси стержня от прямолинейного направления и внецентренное приложение сжимающих сил, поэтому потеря устойчивости стержня происходит при напряжениях, меньших критических. [c.238]

Гцр)комб — критические касательные напряжения, соответствующие потери устойчивости при комбинированном нагружении изгибающим моментом или перерезывающей силой [c.253]

Теоретическое решение, полученное Эйлером, оказалось применимым на практике лишь для очень ограниченной категории стержней, а именно, тонких и длинных, с большой гибкостью. Между тем в конструкциях очень часто встречаются стержни с малой гибкостью. Попытки использовать формулу Эйлера для вычисления критических напряжений и проверки устойчивости при малых гибкостях вели иногда к весьма серьезным катастрофам, да и опыты над сжатием стержней показывают, что при критических напряжениях, больших предела пропорциональности, действительные критические силы значительно ниже определенных по формуле Эйлера. [c.460]

Для упругопластического материала условие (16) при сгв == сгд будет условием одновременного перехода в пластическое состояние стержней / и 2. В случае, изображенном на рис. 2, а, потеря работоспособности стержня 2 может произойти или вследствие потери устойчивости (для достаточно тонкого стержня) или же вследствие разрушения материала от сжимающего напряжения. Принимая критическую силу равной эйлеровой силе, запишем [c.10]

Определить величину критической силы, критического напряжения, допускаемой сжимающей силы и допускаемого напряжения [а ] для стойки длиной / = 4 л кольцевого поперечного сечения, наружный диаметр которого D = 60 лж, а внутренний d = 50 мм. Нижний конец стойки жестко защемлен, верхний — шарнирно оперт. Материал стойки — сталь Ст. 3. Требуемый коэффициент запаса устойчивости [л ,] = 2,5. [c.285]

Qg — критические напряжения потери общей устойчивости обшивки б — нагрузки, действующие на стрингер Р и — силы сжатия [c.314]

Устойчивость пря действии осевых сил. Критическое напряжение при осевом [c.513]

Во многих случаях действия тепловых напряжений (если рассматриваемая система является консервативной) для расчета критических напряжений или критических температур могут быть использованы методы классической теории устойчивости. Расчет критических температур в этом случае сводится к вычислению температурных напряжений и последующему исследованию устойчивости возможных форм равновесия системы под действием сил, вызванных температурным полем. Критические температуры оказываются тем выше, чем меньше соответствующие перепады температур и чем меньше деформированы конструкции. Таким образом, повышение степени термической устойчивости конструкции может быть достигнуто путем применения способов, подобных тем, которые используются для уменьшения опасного воздействия термических напряжений при других видах нарушения прочности. [c.214]

Процесс разрушения шпангоута при нагружении его силами Р будет происходить следующим образом. При укорочении вертикального диаметра одновременно будет удлиняться горизонтальный диаметр шпангоута. При этом днище будет нагружаться сжимающими напряжениями, при критическом значении которых оно потеряет устойчивость. В результате этого на шпангоут со стороны днища будет действовать распределенная нагрузка [c.226]

Устойчивость при действии осевых сил. Критическое напряженне при осевом сжатии для оболочки средней [c.475]

Критерии устойчивости. Для оценки допустимого уровня нагрузок или прочности наибольшее распространение в инженерной практике получил коэффициент запаса К — В А > 1, где А — результирующая всех действующих сил или действующее напряжение в критической области В — результирующая сила сопротивления или мобилизированная прочность материала в критической области. [c.167]

Рассмотрим структурный элемент материала, где происхо дит элементарный акт макроразрушения (разрушение структурного элемента принимается за условие зарождения макроразрушения). Под критической деформацией е/, отвечающей зарождению макроразрушения, будем принимать такую деформацию, при которой случайное отклонение в площади пор по какому-либо сечению структурного элемента (предполагается, что распределение пор по любому сечению структурного элемента одинаково) приводит к локализации деформации по этому сечению, а следовательно, к потере пластической устойчивости рассматриваемого элемента без увеличения его нагруженности. Случайное увеличение в площади пор, которое может иметь место при любой деформации структурного элемента в любом его сечении, приводит к случайному отклонению по силе F, действующей на нетто-сечение (площадь нетто-сечения 5н структурного элемента равна разности начальной площади и площади пор). Для сохранения равновесия в элементе это отклонение (уменьшение) должно быть скомпенсировано увеличением нормального к рассматриваемому сечению истинного (отнесенного к нетто-сечению) напряжения бон. Если это увеличение можна [c.117]

Рассмотрим стержень с шарнирно-закрепленными концами, нагруженный продольной силой Р (рис. 146, а). Допустим, что величина этой силы достигла некоторого критического значения Р = = Ркр). и стержень слегка изогнулся (рис. 146, б). Если предположить, что потеря устойчивости происходит при напряжениях, не превышающих предела пропорциональности и что имеют место лишь малые отклонения от прямолинейной формы, то дифференциальное уравнение изогнутой оси стержня принимает вид (см. 5 гл. 10) [c.210]

Как видно из этих формул, по мере приближения а1/2 к значению л/2 прогибы и напряжения стремятся к бесконечности, т. е. происходит потеря устойчивости стержня. Этому соответствует значение критической силы [c.277]

Полученные формулы справедливы только в пределах действия закона Гука, т. е. для сравнительно тонких и длинных стержней, у которых напряжение сжатия при критических нагрузках оказывается меньше предела пропорциональности. Для коротких и жестких стержней критическая сила будет большей, и в них возникают пластические деформации еще В стадии простого сжатия, т. е. до потери устойчивости. Формула Эйлера (13.4) становится неприменимой, когда а,,р достигает [c.148]

При каких напряжениях теряют устойчивость стержни большой гибкости По какой формуле определяется для них критическая сила [c.82]

Большой практический интерес представляют задачи устойчивости предварительно напряженных стержневых элементов конструкций. На рис. 3.3 тонкой линией показан прямолинейный стержень, который был нагружен силой Р (следящей или мертвой ), а затем шарнирно закреплен. После этого стержень был нагружен распределенной нагрузкой q (следящей или мертвой ) при расчете таких конструкций требуется определить критическую нагрузку q, при которой стержень может потерять устойчивость. Штриховыми линиями на рис. 3.3 показаны (качественно) возможные равновесные формы осевой линии стержня после потери устойчивости. [c.94]

Таким образом, если напряжение к моменту потери устойчивости достигло предела пропорциональности, то расчетное значение критической силы, полученное по формуле Эйлера, окажется соответственно в полтора раза завышенным против истинного. Отсюда просматривается и подход к оценке пределов применимости формулы Эйлера. Пользуясь этой формулой, необходимо следить, чтобы критическое напряжение не приближалось к пределу про- [c.151]

Таким образом, кривая Гриффитса (12.34) определяет момент возникновения неустойчивости в равновесии трещины, когда любая случайная вариация напряжений или длины трещины вызывает прогрессирующий рост трещины. Отсюда и название — критический коэффициент интенсивности напряжений, поскольку достижение значения Kj = знаменует потерю устойчивости равновесия системы (аналогично термину критическая сила для сжатого стержня, теряющего устойчивость). [c.386]

Встречающиеся в учебной литературе другие формы записи условия устойчивости, например формула для определения допускаемой нагрузки или условие, выраженное через критическое напряжение (а не силу), применять не рекомендуем, так как в них менее четко, чем в предлагаемом, выражена техническая и физическая сущность рассматриваемого вопроса. [c.191]

Hie построена кривая Гриффитса 7, соответствующая отсутствию подкрепляющих ребер. Очевидно, что трещина устойчива, если напряжение, необходимое для ее поддержания в критическом состоянии, возрастает с увеличением длины трещины. Как видно, для каждого значения безразмерного параметра характеризующего силу заклепок, существует критическое значение во (в нашем случае бо 0,45) безразмерного параметра е такое, что при [c.163]

Мы определили критическую силу и критическое напряжение для случая изгибно-крутильной формы потери устойчивости. Однако в данном случае возможна потеря устойчивости тонкостенного стержня и по форме плоского изгиба. Выясним, не окажется ли [c.127]

Рассмотрим прямолинейный стержень, шарнирно закрепленный на концах и нагруженный центрально приложенной сжимающей силой (рис. 176). Допустим, что величина этой силы достигла некоторого критического значения Р = Р р и стержень слегка изогнулся. Предположим, что потеря устойчивости происходит при напряжениях, не превышающих предела пропорциональности (ст ц) материала стержня. Выделим из бруса элемент длиною dx по нейтральному слою, как показано на рис. 176. После искривления оси стержня его сечения взаимно развернутся на угол dQ. Выражая радиус кривизны оси стержня через р, [c.204]

Предлагаемая вниманию читателей книга освещает различные методы решения задач механики деформируемого твердого тела. Для иллюстрации возможностей методов выбраны задачи статики, динамики и устойчивости стержневых и пластинчатых систем, т.е. задачи сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости, имеющих важное практическое и методологическое значения. Каждая задача механики деформируемого твердого тела содержит в себе три стороны 1. Статическая - рассматривает равновесие тела или конструкпди 2. Геометрическая - рассматривает связь между перемещениями и деформациями точек тела 3. Физическая -описывает связь между деформациями и напряжениями. Объединение этих сторон позволяет составить дифференциальное уравнение задачи. Далее нужно применить методы математики, которые разделяются на аналитические и численные. Большим преимуществом аналитических методов является то, что мы имеем точный и достоверный результат решения задачи. Применение численных методов приводит к получению просто результата и нужно еще доказывать его достоверность и оценивать величину погрепшости. К сожалению, до настоящего времени получено весьма мало точных аналитических решений задач механики деформируемого твердого тела и других наук. Поэтому приходится применять численные методы. Наличие весьма мощной компьютерной техники и развитого программного обеспечения практически обеспечивает решение любой задачи любой науки. В этой связи большую популярность и распространение приобрел универсальный численный метод конечных элементов (МКЭ). Применительно к стержневым системам алгоритм МКЭ в форме метода перемещений представлен во 2, 3 и 4 главах книги. Больпшми возможностями обладает также универсальный численный метод конечных разностей (МКР), который начал развиваться раньше МКЭ. Оба этих метода по праву занимают ведущие места в арсенале исследований. Большой опыт их применения выявил как преимущества, так и очевидные недостатки. Например, МКР обладает недостаточной устойчивостью численных операций, что сказывается на точности результатов при некоторых краевых условиях. МКЭ хуже, чем хотелось бы, решает задачи на определение спектров частот собственных колебаний и критических сил потери устойчивости. Эти и другие недостатки различных методов способствовали созданию и бурному развитию принццпиально нового метода решения дифференциальных уравнений задач механики и других наук. Метод получил название метод граничных элементов (МГЭ). В отличии от МКР, где используется конечно-разностная аппроксимация дифференциальных операторов, в МГЭ основой являются интегральное уравнение задачи и его фундаментальные решения. В отличие от МКЭ, где вся область объекта разбивается на конечные элементы, в МГЭ дискретизации подлежит лишь граница объекта. На границе объекта из системы линейных алгебраических уравнений определяются необходимые параметры, а состояние во [c.6]

Пример 13.1. Проверим устойчивость стальной колонны двутаврового сечения 120а, нагруженной расчетной сжимающей силой Р = 350 кН (рис. 13.9). Определим критическую силу, критические напряжения и наибольшую допустимую величину нагрузки из условия устойчивости по методу предельных состояний. Материал колонны — сталь марки ВСтЗ с расчетным сопротивлением i = 210 МПа, Ус=1. [c.271]

В случае 2 pen, W определяются при решении соответствующих контактных задач (см. гл. 2). Для первой задачи — в случае действия растягивающих сил иотеря устойчивости происходит от действия сжимающих напряжений в кольцевом направлении, для второй задачи р(ф) определяется при решении задач о контактном взаимодействии оболочек и ложементов (см. гл. 2). При этом возможны две постановки задачи определение критического значения внешней силы, приложенной к ложементу при заданных параметрах оболочки, шпангоута и ложемента, или критической жесткости основания при фиксированной внешней нагрузке. [c.204]

Определить величину критической силы, критического напряжения и допускаемой нагрузки для сжатой стойки двутаврового поперечного сечения Л 33 (ГОСТ 8239—56), длиной 1 = 4 м. Нижний конец стойки защемлен, верхний —шарнирно оперт. Материал стойки—сталь с пределом пропорциональности ст = = 300 Мн1м (- 3000 кГ/см ). Требуемый коэффициент запаса устойчивости [Пу] = 2,5. [c.286]

Однако явление продольного изгиба продолжает существовать и за пределом упругости. Опытным путем установлено, что действительные критические напряжения для стержней средней и малой гибкости (Я < Кред) ниже значений, определенных по формуле Эйлера. Таким образом, в этом случае формула Эйлера дает завышенные значения критической силы, т. е. всегда переоценивает действительную устойчивость стержня. Поэтому использование формулы Эйлера для стержней, теряющих устойчивость за пределом упругости, не только [c.511]

И —допускаемый коэффициент запаса Пи — коэффициент запаса устойчивости Р—сосредоточенная сила Якр — критическая сила Pi—обобщенные силы Рф—фиктивная обобщенная сила Рд— динамическая сила Рц — возмущающая сила Ро—амплитуда возмущающей силы р — интенсивность распределенной нагрузки по площади давление полное (результирующее) напряжение Ро—октаэдрическое результирующее напряжение контактное давление между составными цилиндрическими трубами Ртах Pmin< Рт — максимальное, минимальное и среднее напряжение цикла Ра — амплитуда цикла Ршах> Р т> Ра — наибольшее, среднее напряженней амплитуда цикла при работе на пределе выносливости р, — п редел вы носли востн [c.6]

У более коротких стержней потеря устотивости происходит ири напряжениях, превосходящих предел пропорциональности,, т. е. в пластической области. Состояние пластического тела, в отличие от состояния упругого тела, зависит не только от мгновенных значений нагрузок, но и от порядка их приложения. Поэтому, если для упругого стержня воз1можна лишь единственная постановка вопроса устойчивости и сила Эйлера является единственной критической силой, то в пластической области воз1юж-ны различные определения неустойчивости и, следовательно, различные критические силы. [c.135]

Теория устойчивости упругих систем. Достижение нагрузкой величины критической эйлеровой силы может считаться за момент разрушения. Правда, как мы выяснили на примере сжатого стержня и на некоторых упрощенных искусственных примерах ( 4.5), достижение критической силы не всегда означает потерю несущей способностп. Но при Р> э прогибы начинают, как правило, расти чрезвычайно быстро, поэтому практически эйлерову силу можно принимать за разрушающую нагрузку. В отдельных случаях допускается и работа конструкций в после-критической области. В крыле самолета, например, под действием сжимающих напряжений, обшивка в эксплуатационных условиях может терять устойчивость, но силовая конструкция крыла — лонжероны и нервюры — продолжают сохранять несущую способность. [c.652]

См. [46] и [66]. Оп-ределить критическую на- грузку и найти зависимость после потери устойчивости между силами и прогибами для прямоугольной пластинки ахЬ), шарнирно-подвиж-но закрепленной по краям (бы 0, бЦуфО, 2 = 0)-Дэ потери устойчивости вдоль краев пластинки действуют равномерно распределенные напряжения и р [c.127]

В последующем задаче об изгибе балки уделяли много внимания крупные ученые, в числе которых были Мариотт, Лейбниц, Варньон, Яков Бернулли, Кулон и др.. Пишь в 1826 г. с выходом в свет лекций по строительной механике Навье был завершен сложный путь исканий решения задачи об изгибе балки, затянувшийся во времени почти на двести лет. Навье дал правильное решение этой задачи, им впервые введено понятие напряжения. Им же сделан существенный шаг в направлении упрощения составления уравнений равновесия, состоявший в том, что Навье отметил малость перемещений и возможность относить уравнения равновесия к начальному недеформированному состоянию. Это очень широко используемое положение иногда называют принципом неиз жнности начальных размеров. В истории развития механики деформируемого твердого тела важную роль сыграли такие крупные ученые, как Лагранж, Коши, Пуассон, Сен-Венан. Особо следует отметить заслуги Эйлера, впервые определившего критическое значение сжимающей продольной силы, приложенной к прямолинейному стержню (1744). Решение этой задачи во всей полноте тоже заняло по времени почти двести лет Дело в том, что решение Эйлера было ограничено предположением о линейно-упругом поведении материала, что накладывает ограничение на область применимости полученной Эйлером формулы. Применение эюй формулы за границами ее достоверности и естественное в этом случае несоответствие ее экспериментальным данным на долгое время отвлекло интерес инженеров от этой формулы и лишь в 1889 г. Энгессером была предпринята попытка получить теоретическое решение задачи об устойчивости за пределом пропорциональности. Он предложил 1аменить в формуле Эйлера модуль упругости касательным модулем i = da/di. Однако обоснования этому своему предложению не дал. В 1894 г. природу потери устойчивости при неизменной продольной силе правильно объяснил русский ученый Ясинский и лишь в 1910 г. к аналогичному выводу пришел Карман. Поэтому исторически более справедливо назвать его решением Ясинского —Кармана, предполагая, что Карман выполнил это исследование независимо от Ясинского. [c.7]

Устойчивость упругого стержня при сжатии определяется по формуле (15.31), в которую входит характеристика сечения J . Из формулы видно, что критическая сила меньше для изгиба в плоскости с минимальной жесткостью. Следовательно, если EJx — минимальная изгибная жесткость, то изгиб произойдет в плоскости Oyz. Так как на практике происходят различного рода отклонения от идеального состояния (эксцентриситет в приложении силы, начальные неправильности в форме, неоднородности самого материала и т. п.), то необходимо ввести коэффициент запаса устойчивости Луст и напряжение а должно удовлетворять условию сг 1 =е [а]у , [oly t = кр/ уст- Таким образом, [c.352]

Тонкостенная цилиндрическая круговая оболочка сжата осевой силой Р=5200 кГ. Определить верхнее и нижнее значения критической силы и величину коэффициента запаса устойчивости, с которыми работает оболочка при данной нагрузке. Во сколько раз следует увеличить коэффициент запаса, если расчет вести по верхнему значению критических напряжений Дано =0,7-10 кГ1см , t=l мм, 7 =200 мм. [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...