Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Эйлерова сила и ее вычисление при разных граничных условиях стержней. Эйлеровы напряжения




Наименьшее значение центрально приложенной сжимающей силы, при которой прямолинейная форма равновесия стержня становится неустойчивой и потеря устойчивости протекает в упругой области, называется эйлеровой силой . В такой постановке эта задача для шарнирно опертого призматического стержня по концам была впервые решена знаменитым математиком Леонардом Эйлером – членом Петербургской Академии наук – в 1744 году и поэтому часто называется задачей Эйлера.

Формулу для эйлеровой силы можно получить из дифференциального уравнения упругой линии стержня при продольном изгибе (рис. 10.3):

где M – изгибающий момент стержня в сечении х, равный ( – прогиб стержня).

Рисунок 10.3 – Продольный изгиб центрально сжатого /призматического стержня

 

 

Принимая функцию прогиба стержня в виде синусоиды и интегрируя уравнение (10.1) с определением постоянных интегрирования из граничных условий опирания стержня по концам, получаем формулу Эйлера:

где Е – модуль упругости материала; – минимальный момент инерции поперечного сечения стержня относительно главной центральной оси инерции; – длина стержня.

При потери устойчивости (выпучивании) стержня изгиб происходит, как правило, в плоскости, перпендикулярной к главной центральной оси инерции, относительно которой момент инерции минимален. Эта плоскость называется плоскостью наименьшей жесткости (рис. 10.4).

 

Рисунок 10.4 – Плоскость наименьшей жесткости в примере поперечного сечения стержня

 

 

Для прямоугольного поперечного сечения стержня (см. рис. 10.4) моменты инерции определяются по формулам:

Таким образом, при продольном изгибе стержня (см. рис. 10.3) в момент потери устойчивости поперечное сечение стержня поворачивается вокруг той оси, относительно которой момент инерции поперечного сечения стержня минимален.

Значение эйлеровой силы является численной характеристикой устойчивости стержня:

· при

· при

Формула Эйлера (10.2) обобщается на другие случаи граничных условий стержня введением понятия приведенной длины стержня:

где – коэффициент приведенной длины, зависящий от граничных условий закрепления концов стержня (рис.10.5).

 

 

Рисунок 10.5 – Значения коэффициентов приведенной длины в зависимости от граничных условий стержня

 

 

Тогда формула Эйлера приобретет такой общий вид:

Нормальные напряжения, соответствующие эйлеровой силе, называются эйлеровыми напряжениями:

где – гибкость стержня

– минимальный радиус инерции сечения стержня

Из анализа формул (10.5) и (10.6) можно указать пути повышения устойчивости стержня:

1) использование материалов с более высокими прочностными свойствами (Е);

2) увеличение сечения стержня ();

3) уменьшение длины стержня (l);

4) увеличение жесткости опорных закреплений стержня (например, при жесткой заделке концов стержня увеличивается в два раза по сравнению с шарнирным оперением).

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 565 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Если президенты не могут делать этого со своими женами, они делают это со своими странами © Иосиф Бродский
==> читать все изречения...

2486 - | 2350 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.