,试计算压杆的临界应力和临界力。
解:(1)求惯性半径i
对于矩形截面,如果失稳必在刚度较小的平面内产生,故应求最小惯性半径
imi
Imi
A
hb31b12bh12
61732mm12
(2)求柔度λ
λμli,μ1,
故λ1×3001732519λp100
(3)用欧拉公式计算临界应力
cr
π2E2
π220104
17322
658
MPa
(4)计算临界力Fcrσcr×A658×6×103948N395kN
2、一根两端铰支钢杆,所受最大压力P478KN。其直径d45mm,长度l703mm。
钢材的E210GPa,p280MPa,2432。计算临界压力的公式有:a欧拉公式;b
直线公式cr4612568MPa。
试(1)判断此压杆的类型;(2)求此杆的临界压力;
解:(1)1
1
2E86P
li
ld
625
4
由于21,是中柔度杆。(2)cr4612568MPaPcrcrA478KN
3、活塞杆(可看成是一端固定、一端自由),用硅钢制成,其直径d40mm,外伸部分的最
大长度l1m,弹性模量E210Gpa,1100。
试(1)判断此压杆的类型;(2)确定活塞杆的临界载荷。
解:看成是一端固定、一端自由。此时2
f,而
,所以,
。
故属于大柔度杆用大柔度杆临界应力公式计算。
4、托架如图所示,在横杆端点D处受到P30kN的力作用。已知斜撑杆AB两端柱形约束(柱形较销钉垂直于托架平面),为空心圆截面,外径D50mm、内径d36mm,材料为A3钢,
E210GPa、p200MPa、s235MPa、a304MPa、b112MPa。若稳定安全系数
w2,试校
杆AB的稳定性。
15m
05mP
C
30oB
D
A
第第第第
解应用平衡条件可有
A3钢的
MA
0,
NBD
15
2Psi
30
2401031505
N
107kN
A32837cm2,Iy144cm4,iy204cm,Ix1910cm4
ix764cm
压杆BA的柔度
P994,S571
x
lix
1
15cos30
00764
227S
y
liy
1
15cos30
00209
829P
因x、y均小于P,所以应当用经验公式计算临界载荷
fPcrAcrAaby000329304112829106N
695kN
压杆的工作安全系数
695107
65
st
5
BA压杆的工作安全系数小于规定的稳定安全系数,故可以安全工作。
5、如图所示的结构中,梁AB为No14普通热轧工字钢,CD为圆截面直杆,其直径为d20mm,
二者材料均为Q235钢。结构受力如图所示,A、C、D三处均为球铰约束。若已知Fp25kN,l1125m,l2055m,s235MPa。强度安全因数
s145,稳定安全因数
st18。试校核r