Местная устойчивость сжатых стержней

МЕСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ [c.55]

Общая и местная устойчивость тонкостенных стержней. Для облегчения силовых конструкций, работающих на сжатие, широко используют тонкостенные стержни разнообразных поперечных сечений. Типичные формы поперечных сечений таких стержней показаны на рис. 3.24, б. Тонкостенные стержни]можно применять в качестве самостоятельно работающих элементов и элементов жесткости, подкрепляющих тонкие пластины и оболочки. В том и [c.115]

Устойчивость тонкостенных стержней с открытым профилем. Сжатые тонкостенные стержни с открытым профилем теряют общую устойчивость не только изгибаясь, но и закручиваясь, и в случае эксцентричного приложения сжимающей силы разрушающая сила оказывается намного ниже эйлеровой. Возможна также потеря устойчивости от изгиба и от растягивающей силы. При большой ширине полок необходима проверка на местную устойчивость по формулам для пластинок с одним свободным и другим защемленным продольным краем. [c.132]

Кроме эксцентриситета и начальной кривизны, имеется еще целый ряд обстоятельств, всегда возможных на практике и гораздо сильнее влияющих на грузоподъемность сжатых стержней, чем на прочность балок и растянутых деталей. Сюда относятся влияние наклепа, величина начальных напряжений, вызванных изготовлением частей стержня, местные дефекты в отливках, сучки в дереве. Для стальных конструкций влияние этих добавочных обстоятельств учитывается некоторым (процентов на 10—20) повышением коэффициента запаса на устойчивость (см. 153). [c.486]

Сжатые плоские элементы стержня в упругой области рассчитывают на местную устойчивость по формуле для длинных пластин [c.320]

Тонкостенные элементы сжатых стержней (см. рис. III.1.4, л, м, т) должны быть проверены на местную устойчивость. По расчетной схеме эти элементы представляют собой длинные прямоугольные пластинки, узкая, сторона которых загружена равномерным давлением (рис. П1 Л. 18), Если, как обычно, длина а много больше ширины Ь, то влияние способа закрепления сжатых краев Ь на величину критической нагрузки крайне незначительно, и эти края принимают опертыми, т, е. могущими свободно поворачиваться. В отношении двух других краев пластинки могут быть два случая (рис. II 1.1.18) I — оба края а упруго заделаны (см. рис. III. 1.4, ж, л) II — один край а упруго заделан, а другой свободен (см. рис. 111.1,4, м, н, о, р, т). [c.374]

Тонкостенные трубчатые стержни сжатые стальные, как правило, могут проверяться только на обш,ую устойчивость, так как местная устойчивость центрально сжатой стенки обеспечена при значениях отношения толщины стенки к диаметру трубы до 1/100 для малоуглеродистых сталей и до 1/80 для низколегированных (см. п. III.4). / [c.375]

Замкнутые профили. Замкнутые (трубчатые) профили обладают несравненно большей (в сотни раз) крутильной жёсткостью, чем открытые профили той же конфигурации, и эта разница тем резче, чем стенка тоньше. Напряжения стеснённого кручения играют в них второстепенную роль и учитываются только при вытянутой форме профиля, например, в несущей конструкции крыла самолёта. В смысле общей устойчивости при сжатии стержни с замкнутым профилем не отличаются от массивных. Если ширина плоской стенки больше 40 о, необходима проверка местной устойчивости. [c.225]

Стержни решетчатых конструкций в зависимости от действующих нагрузок рассчитываются на разрыв, сжатие и местный изгиб (для случая приложения нагрузки между опорными узла.ми). Сжатые стержни помимо прочности должны удовлетворять условиям устойчивости. Величина допускаемых напряжений из этого условия [c.38]

Особая опасность потери устойчивости заключается в том, что обычно она наступает внезапно. Почти до наступления критического значения сжимающей силы деформации сооружения не бросаются в глаза и не вызывают опасения. Далее, как уже указывалось, ряд обстоятельств — эксцентриситет нагрузки, начальная кривизна стержня, местные повреждения материала — может весьма значительно понизить сопротивление сжатых стержней, в то время как 1е же факторы почти не отражаются на работе других элементов конструкции. [c.644]

Остаточные напряжения могут влиять на общую устойчивость сварных стержней. Механизм влияния здесь может быть двоякий. Один — связан с уменьшением общей устойчивости в связи с наступлением местной потери устойчивости отдельных элементов второй — с наличием остаточных напряжений в сжатом стержне, а также начальной кривизны после сварки. При расчетах на общую устойчивость сжатых сварных стержней влияние остаточных Напряжений обычно не учитывают. Практика эксплуатации сварных конструкций показала, что имеющиеся запасы устойчивости по общепринятым расчетам достаточны, чтобы этим влиянием можно было пренебречь. [c.65]

В числе других вопросов в статье дан способ построения номограмм, позволяющих быстро подбирать рациональные сечения центрально сжатых стержней, в которых полностью используется несущая способность как в отнощении общей, так и местной устойчивости. [c.15]

Рис. 12. Местная потеря устойчивости стенкой при центральном сжатии стержня таврового сечения гибкостью ( X =29)

Согласно техническим условиям проектирования строительных конструкций из алюминиевых сплавов СН ИЗ—60 при подборе сечений сжатых стержней должны соблюдаться требования общей и местной устойчивости. Сечение будет подобрано рационально, если оно не будет иметь излишнего запаса ни в отношении обшей, ни в отношении местной устойчивости, т. е. когда несущая способность будет использована полностью. Выполнение этого условия при подборе сечений отдельными попытками довольно трудоемко. Применение специальных номограмм позволяет по заданным расчетной длине стержня и усилию без затруднений находить рациональное сечение заданной конфигурации. [c.257]

В центрально сжатых стержнях сплошного сечения необходимо стремиться к минимальной толщине стенки, которая определяется условием местной устойчивости [c.134]

Ниже рассматривается сжатие типичной панели крыши размером 3,81 X 2,285 м при толщине обшивки tf = 0,76 мм, которая предназначена для создания сопротивления местным случайным повреждениям. Если принять, что боковые панели кузова служат для панели крыши простой опорой, то значение критического напряжения будет равно произведению значения критического напряжения, соответствующего моменту общей потери устойчивости стержнем, на коэффициент 14,3. Подставляя в формулу критического напряжения для стержня модуль сдвига = 7,93 МПа (соответствующий модулю упругости Ес = 20,7 МПа), можно прийти к выражению [c.187]

Из формулы (10.6) видно, что критическая нагрузка для стержня прямо пропорциональна жесткости при изгибе / и обратно пропорциональна квадрату длины. Можно также отметить, что критическая нагрузка не зависит от прочности материала при сжатии. Таким образом, критическая нагрузка тонкого стального стержня не возрастает при использовании стали с более высоким пределом текучести. Критическую нагрузку можно, однако, увеличить за счет увеличения момента инерции / поперечного сечения. Этого можно достичь, распределив материал настолько далеко от центра тяжести поперечного сечения, насколько это вообще возможно. Отсюда следует, что полые стержни более экономичны, чем сплошные. При уменьшении толщины стенки таких стержней и увеличении поперечных размеров их устойчивость возрастает, так как растут моменты инерции I. Однако существует нижний предел для толщины стенки, ниже которого сама стенка становится неустойчивой. Тогда вместо выпучивания всего стержня произойдет местное выпучивание стенки — появление мелких волн или сморщивание. Такой тип выпучивания называется местным выпучиванием и требует более подробного исследования [10.1].. [c.395]

Устойчивость сжатых стержней переменного сечения. Влияние местных ослаблений. В случае сжатого стержня переменного сечения для определения критической силы необходимо интегрировать уравнение (12.1) при моменте инерции сечения, переменном по длине стержня. Так как при этом приходится иметь дело с линейным уравнением вто-poro порядка, коэффициенты которого переменны, задача становится сложной. Можно, однако, при-Рис. 219. менить приближенный прием определения критической силы, который, как показывает сравнение решений, получаемых в ряде частных случаев, дает достаточно хорошие результаты. Так, если наибольший момент инерции сечений стержня превосходит наименьший вдвое, то применение приближенной формулы приводит к ошибке в величине критической силы около 2%, а при /max//min = 1,25 этз ошибкз составит 1%. Сущность этого приема сводится к тому, что стержень переменного сечения заменяется стержнем постоянного сечения, который при изгибе по синусоиде при одинаковой нагрузке дает прогиб той же величины, что и данный стержень. [c.350]

Сжатие стержней, сечения которых имеют местные ослабления (вырезы, отверстия, заклепки и т. п.) (рис. 14.13). Если стержень имеет местные ослабления сечения, то изменение параметра а в уравнении (14.5) мало сказывается на деформации стержня. Как показали исследования С. П. Тимошенко, величина Якр с учето.м местных ослаблений очень. мало отличается от величины критической силы, определяемой по формуле Эйлера без учета ослаблений. Даже при больших местных ослаблениях сечений (до 20%) влияние их на величину критической силы невелико. Поэтому практические расчеты на устойчивость сжатых стержней производятся без учета местных ослаблений, т. е. по сечению брутто. [c.412]

Поперечные сечения поясов и опорных раскосов запроектированы из коробчатых прессованных профилей с одной частично открытой стороной. Основные размеры профилей 400 X 400 мм, толщина стенок от 5 до 12 мм. В коробчатом профиле материал рационально распределен по поперечному сечению, что способствует повышению устойчивости сжатых стержней. Кроме того, коробчатое сечение стержней допускает удобное крепление узловых фасонок, а наличие открытой стороны позволяет заводить на место высокопрочные болты. Для обеспечения местной устойчивости стенки коробчатого профиля усилены изнутри продольными рифами высотой 30 мм. Поперечные сечения менее нагруженных стержней решетки составлены из двух швеллеров со стенками, обращенными в разные стороны. [c.329]

Николай Михайлович был всегда настоящим передовым инжене-ром-исследователем и ученым. Им была впервые поставлена и решена важная в иноюенерной практике и интересная в теоретическом отношении задача об устойчивости призматических стержней под действием продольных переменных сил. Одновременно Николай Михайлович работал над задачей о местных напряжениях при сжатии соприкасающихся тел, существенно развив известные работы Герца. Эти работы, опубликованные Николаем Михайловичем в 1924 г., полностью сохранили свое значение в настоящее время. [c.11]

Для стержней малой гибкости (они не теряют устойчивости, а разрушаются от простого сжатия) использование сталей повышенной прочности будет целесообразным. Так как продольный изгиб происходит всегда в плоскости наименьшей жесткости, то при проектировании сжатых стержней надо стремиться к тому, чтобы главные моменты инерции были по возможности одинаковыми. Поэтому применять двутавровые и сплошные прямоугольные сечения нерационально. При заданной плош ади сечения выгоднее будет такое сечение, у которого материал распределен по возможности дальше от главных центральных осей инерции. Поэтому кольцевое сечение в этом отношении значительно выгоднее, чем сплошное круглое. Столь же рациональны и коробчатые тонкостенные сечения. Однако при значительном уменьшении толш ины стенок пустотелых стержней может произойти местная потеря устойчивости. Чтобы предотвратить это ставят ребра жесткости (рис. 19.10). Самой экономичной конструкцией сжатых стержней являются решетчатые стержни. [c.285]

Тонкостенные трубчатые сжатые стальные стержни, как правило, мегут проверяться Тш1ько на общую устойчивость, так как местная устойчивость центральнр сжатой стенки обеспечена при значениях отношения толщины стенки к диаметру трубы до 1/225 для углеродистых сталей и до 1/175 для низколегированных (см. п. 4, гл. I). [c.251]

Местная устойчивост ь отдельных частей (полок, стецок), поперечных сечений центрально сжатых стержней из алюминиевых сплавов может считаться обеспе- [c.586]

Аналитические методы, описанные в предыдущих разделах, позволяют определить усилия в стержнях фермы. Для оценки прочности стержней из композиционных материалов, находящихся в условиях растяжений, можно применить соответствующий критерий разрушения. При анализе прочности сжатых етержней необходимо учитывать возможность потери устойчивости общей для длинных и гибких стержней и местной для стержней с тонко-стенйым сечением. [c.122]

Говоря о поисках рациональной конструкции цельнометаллического крыла, нельзя не упомянуть работы по созданию конструкции самолетов серии Сталь и, прежде всего, работы, выполненные под руководством А. И. Путилова по самолету Сталь-2 (1943 г.). Лонжерон крыла этого самолета (рис. 21 [9]) выполнен целиком из стали советского производства Энерж-6. Эта нержавеющая сталь аустенитного класса имела достаточно высокую прочность (140кгс/мм2) и хорошую пластичность. Использование высокопрочной стали в относительно ма-лонагруженной конструкции приводит к малым потребным значениям площади поперечного сечения элементов. В сжатых элементах это может вызвать потерю их устойчивости как общую (искажение формы элемента в целом), так и местную (искажение формы поперечного сечения элемента). Для увеличения критических напряжений общей потери устойчивости стержня (акрЕг // здесь г = уТ/Р — радиус инерции сечения, I — длина стержня) необходимо увеличивать радиус инерции его поперечного сечения, т. е. отыскивать его рациональную форму при заданной площади. Основным способом увеличения местных критических напряжений (акр<5/Л, где д — толщина листа, К — местный радиус кривизны сечения) является гофрирование листа. [c.360]

ШИ относительных перемещений точек при деформации можно пренебречь. Остальные гипотезы, к-рыми пользуется С. м., здесь устранены первоначально в развитии теории упругости они или подтверждаются вполне, или частью, с известным приближением, или отвергаются в связи с анализом отдельных деформаций. Элементарные теории растяжения, кручения круглых брусков, чистого изгиба вполне согласуются с теорией упругости. Изгиб в присутствии срезывающих сил, как оказывается, подчиняется закону прямой линии гипотеза Навье), но не закону плоскости (гипотеза Бернулли). Касательные напряжения при изгибе распределяются по закону параболы, но только в тех сечениях, которые имеют незначительную толщину при большой высоте (узкие прямоугольники). В других сечениях закон распределения касательных напряжений совершенно иной. Для балок переменного сечения, к к-рым в элементарной теории прилагают закон прямой линии и параболы, теория -упругости дает другие решения в этих решениях значения напряжений и деформаций гораздо выше, чем по элементарной теории следует. Общепринятый способ расчета пластин по Баху как обыкновенных балок не оправдывается теорией упругости. Ф-лы С. м. для кручения некруглых стержней не соответствуют таковым в теории упругости. Теория изгиба кривых стержней решительно не совпадает с элементарной теорией Баха-Баумана, но результаты расчета по строгой теории и на основании гипотезы плоских сечений достаточно близки. Поставлена и разрешена для ряда случаев задача о распределении местных напряжений (в местах приложения нагрузки или изменения сечения), к-рая совершенно недоступна теории С. м. Вопрос об устойчивости деформированного состояния, элементарную форму которого представляет в С.м. продольный изгиб, получил в теории упругости общее решение Бриана (Bryan), Тимошенко и Динника. Помимо многочисленных форм устойчивости стержня, сжатого сосредоточенной силой, изучены также явления устойчивости стержней переменного сечения под действием равномерно распределенных сил и другие явления устойчивости балок при изгибе, равномерно сжатой трубы, кольца, оболочек, длинного стержня при скручивании и пр. Теория упругого удара— долевого, поперечного—занимает большое место в теории упругости и включает все большее и большее чис-чо технически важных случаев. Теория колебаний получила настолько прочное положение в теории упругости и в практи-тсе, что методы расчета на ко.чебания проникают область С. м., конечно в элементарном виде. Изучены распространение волны в неограниченной упругой среде (решение Пуассона и Кирхгофа), движение волны по поверхности изотропной среды (решение Релея), волны в всесторонне ограниченных упругих системах с одной, конечно многими и бесконечно многими степенями свободы. В связи с этим находятся решения, относящиеся к колебаниям струн, мембран и оболочек, различной формы стержней, пружин и пластин. [c.208]

При, аналогичной Проверке отдельных ветвей со- / ставных. стержней с планками,. расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, должен быть учтен местный изгиб ветвей от фактической поперечной силы (как в поясах, бе раскоснйй фермы). Сплошностенчатые стержни. Подверженные сжатию и изгибу В обеих-главных Плоскостях, при совпадении плоскости наибольшей жесткости. (/ >/у) и плоскости симметрии. проверяются на устойчивость по формуле [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...