Понятие об устойчивости
Во многих случаях центрально сжатый стержень разрушается не только из-за нарушения прочности или жесткости, но и потому, что он не сохраняет своего исходного равновесного состояния, то есть теряет устойчивость. Нагрузку, превышение которой вызывает потерю устойчивости стержня, называют критической силой . На рисунке 1.1,а показано устойчивое равновесие центрально сжатого стержня, когда сжимающая сила меньше критической. При нагрузке, превышающей критическую (рисунок 1.1,б), прямолинейная форма стержня перестает быть устойчивой, он изогнется. Критическая нагрузка – это опасная нагрузка, которую допускать в реальных стержнях нельзя. В практике известны случаи, когда из-за потери устойчивости отдельных стержней разрушались мосты, металлические каркасы зданий, башен и т.п. Особая опасность потери устойчивости заключается в том, что обычно она наступает внезапно. Почти до наступления критической силы деформации могут быть незаметны. Имеется ряд факторов, способствующих значительному снижению сопротивления устойчивости сжатых стержней: эксцентриситет нагрузки, начальная кривизна стержня, местные напряжения, повреждения и неоднородность материала и др. В целях безопасности допускаемая нагрузка должна быть меньше критической: , (1.1) где - коэффициент запаса устойчивости (индекс s от stability – устойчивость). Коэффициент запаса устойчивости обычно принимается несколько большим коэффициента запаса прочности, так как учитываются дополнительные неблагоприятные обстоятельства: начальная кривизна стержня, возможный эксцентриситет действия нагрузки и др. Критическая сила вызывает в сжатом стержне критическое напряжение:
. (1.2)
Поэтому при расчете стержней, исходя из условия прочности, следует добавить еще и условие устойчивости:
, (1.3)
где - допускаемое напряжение на устойчивость. Таким образом, чтобы рассчитать стержень на устойчивость, необходимо уметь определять величину критической силы.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|