用弯剪矩阵法确定压杆临界力的教学研究

用弯剪矩阵法确定压杆临界力的教学研究李有兴，肖芳淳（西南石油学院，南充６３７００１）确定压杆临界力的方法很多，有静力法、能量法等，但就其推导过程而言，至今无一个统一算式。在目前的教材中，大多从压杆的挠曲线近似微分方程出发，先求出两端铰支压杆的临界力，...     

用弯剪矩阵法确定压杆临界力的教学研究

用弯剪矩阵法确定压杆临界力的教学研究李有兴，肖芳淳（西南石油学院，南充６３７００１）确定压杆临界力的方法很多，有静力法、能量法等，但就其推导过程而言，至今无一个统一算式。在目前的教材中，大多从压杆的挠曲线近似微分方程出发，先求出两端铰支压杆的临界力，...     

圆柱约束下细长压杆屈曲及后屈曲行为

研究了轴向力作用下受圆柱横向约束的弹性杆的屈曲和后屈曲行为。通过有限元模拟,分析了细长压杆发生正弦和螺旋屈曲的轴向临界力,提出了正弦和螺旋屈曲临界点判定方法,且与文献结果比较验证了分析的正确性。同时考察了长细比和边界条件等因素对临界力的影响。结果表明正弦屈曲临界力和螺旋屈曲临界力随杆的长细比减小而增大。杆在一定长度范围内,端部约束条件对临界屈曲载荷及模态的影响不可忽略;当杆的长度足够长时,可以忽略边界条件对临界载荷的影响。     

均匀压缩变形对等截面压杆临界力的影响

在导出等截面理想压杆的临界力时,对压杆开始失稳发生微弯以前的均匀压缩变形,一般都略去不计,亦即认为压杆的长度不变。今以两端铰支等截面压杆为例,说明压杆的均匀压缩变形对临界力的影响是可以略去不计的。以压杆轴线为x轴。选用坐标系如图1所示。弯矩的正、负号规定与材料力学相同。压杆开始失稳时,在x-y平面内发生微弯,l_x=l_(min)。     

THE DETERMINATION OF BUCKLING POINT AND CRITICAL LOAD OF COMPRESSIVE MEMBER

为了分析压杆失稳的临界力与失稳后杆件屈服形态的关系,在理论推导和试验研究的基础上,提出了通过捕捉细长压杆失稳时的失稳点来确定压杆临界力的分析方法,通过测量细长压杆失稳时微弯状态下杆端的纵向位移,求得临界压力的大小. 文中将该方法的实验结果与直接用欧拉公式计算的临界压力进行了比较,结果表明,考虑细长压杆微弯状态时杆端的纵向位移所得到的失稳的临界压力值大于利用欧拉公式计算的临界压力值.     

关于计算压杆临界力的能量法

按能量方法计算压杆临界力的近似值时,一般材料力学教材中导出的公式是:临界力...     

DETERMINATION OF THE CRITICAL DEFLECTION OF A SLENDER COLUMN1)

本文使用严格的边界条件,对理想弹性压杆的临界力重新定义。采用挠曲线近似微分方程方法和能量法给出了临界力的极限表达形式,解决了细     

谈细长压杆稳定性问题

谈细长压杆稳定性问题薛福林（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００６）为什么在材料力学中细长压杆临界挠度是“不确定值”，为什么用挠曲线近似微分方程能得到临界力的精确解答，笔者愿谈谈自己的看法．不失一般性，本文以图１的压杆为例．首先我们应该明确什么是压杆的临...     

谈细长压杆稳定性问题

谈细长压杆稳定性问题薛福林（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００６）为什么在材料力学中细长压杆临界挠度是“不确定值”，为什么用挠曲线近似微分方程能得到临界力的精确解答，笔者愿谈谈自己的看法．不失一般性，本文以图１的压杆为例．首先我们应该明确什么是压杆的临...     

细长压杆二阶屈曲临界态的数值模拟

竹子轻盈坚韧的特性源自于竹子特殊的天然构造。根据对竹子构造观察所获得的启示,认识到细长压杆二阶屈曲的物理存在性,并通过数值模拟技术加以验证。针对细长压杆潜在的屈曲多向性,设计了一种含有双向引导槽的细长压杆,当杆件受到轴向压力时可以沿着二阶屈曲方向自动产生微曲,继而对细长压杆的二阶屈曲临界态进行探讨和数值模拟,从而进一步从物理角度揭示了细长压杆二阶屈曲临界态的潜在性。计算机数值模拟结果表明:两端铰支二阶屈曲态细长压杆的临界力为一阶屈曲态临界力的3.24倍;经过特殊设计的智能压杆可以自动向着压杆二阶曲线形态屈曲,从而大幅提了高细长压杆的临界压力。关注和挖掘细长压杆高阶屈曲的潜能对某些需使用昂贵材料制作压杆的特殊领域而言,可以大大降低工程成本,并具有着很好的启示意义。     

压杆临界力实验方法

将Southwell的方法[1]加以分析后,得到一个既简便又更精确的用实验测压杆临界力的方法。     

开口薄壁压杆考虑剪滞效应和几何非线性的临界荷载

针对上翼缘和下翼缘, 假设不同的剪力滞翘曲位移函数, 导出了薄壁压杆的能量泛函. 基于最小势能原理, 对开口薄壁压杆考虑剪力滞效应和几何非线性的稳定性进行了分析, 推导了压杆的特征方程, 并求出了简支压杆考虑剪力滞效应的临界荷载以及欧拉公式的修正系数, 讨论了翼缘宽度、厚度和压杆长度以及几何非线性对临界荷载修正系数的影响, 说明了欧拉临界荷载公式的适用条件.     

细长压杆临界挠度的一级非线性解

 给出细长压杆临界挠度的一级非线性解, 从而简 单明了地解释了材料力学教学中细长压杆临界挠度不能 确定的原因.     

欧拉公式对针叶树木材压杆的适用范围

<正> 求细长压杆的临界应力用欧拉公式式中(?)为细长压杆的临界应力;E 为压杆材料的弯曲弹性模量;λ为压杆的柔度.式(1)由压杆的挠曲线近似微分方程推导得出.该方程只有在材料服从虎克定律的条件下才能成立.由     

局部削弱压杆的稳定性实验研究

因为缺乏相关的理论和实验研究,局部削弱压杆的临界载荷通常按无削弱压杆处理.工程中,局部削弱压杆的使用极为普遍.对局部削弱压杆的稳定性的定量研究结果,无论是工程中,还是材料力学教学中都是迫切需要的.本文在前人理论研究的基础上,对局部削弱压杆的临界载荷作了定量的实验研究.试验结果表明,对细长压杆,即使削弱部分的刚度下降达到38.9%,对失稳临界载荷的影响仍可忽略;试验结果与黄玉珊提出的对局部削弱压杆稳定性的定量计算方法也比较接近.研究结果对部分工程问题和材料力学教学都具有一定的指导意义.     

用图乘法近似计算压杆的临界荷载

本文从压杆弯矩、荷载关系出发，采用图乘法，计算了压杆临界荷载     

考虑轴向均布载荷时压杆的稳定性计算

为了求得压杆同时承受轴向均布载荷和集中载荷时,临界载荷的计算公式,首先对仅承受轴向均布载荷的压杆,用初参数法,导出了临界载荷特征方程,由软件分析特征方程发现, "固支--定向"、"固支--自由"、"铰支--定向"支承的压杆,轴向均布载荷对其稳定性有明显影响,并求得了临界载荷的近似解;其次采用载荷换算与叠加的方法,求得了压杆同时承受轴向均布载荷和集中载荷时,临界载荷计算的经验公式;最后就"固支--自由"支承的压杆,与其他一些研究结果进行了比较,本文结果与"平均结果"较吻合.     

关于规定荷载下柱截面设计方法的探讨

桁架和柱的设计中,常碰到压杆的稳定问题,这一问题在不知杆的截面尺寸情况下,是以试算的方法确定杆的临界力,然后确定截面尺寸.本文给出了常见型钢杆件、松元木杆件受压时稳定问题的图解法,设计者可依据其荷载、支承情况迅速地查出所需截面尺寸或型钢型号.     

轴向可压缩压杆的压缩失稳实验研究

用受压变形明显的聚胺脂胶棒进行了两端铰支的压缩失稳试验。为减少铰支处的摩擦力,在胶棒的两端铰支处安装了直线轴承。试验中观察到了Euler压杆理论所不包括的一些失稳现象,如：仍然在线弹性变形范围内的压杆,没有像Euler压杆理论预测的那样发生屈曲;在较高的临界载荷作用下,柔度较小的压杆发生了亚临界屈曲,所产生的弯矩是突然失稳弯曲的杆件不能承受的,于是杆件突然卸载。另外,大柔度压杆的超临界屈曲,即类似Euler压杆的屈曲现象也被观察到了。这些实验结果与轴向可压缩压杆失稳理论所预测的相符。     

复杂细长压杆临界力计算的传递矩阵法

本文提出对复杂的细长压杆临界力计算的传递矩阵法．通过实例的计算，证明了本方法是一种精确度高且简便易行的方法，适于工程技术人员在微机上应用．