Понятие об устойчивом и неустойчивом равновесии
Равновесие считают устойчивым, если за счет сил упругости после снятия внешней отклоняющей силы стержень восстановит первоначальную форму (рис. 36.1). Если упругое тело после отклонения от равновесного положения не возвращается к исходному состоянию, то говорят, что произошла потеря устойчивости, а равновесие было неустойчивым. Потерю устойчивости под действием центрально приложенной продольной сжимающей силы называют продольным изгибом. На устойчивость равновесия влияет величина сжимающей силы. Наибольшее значение сжимающей силы, при которой прямолинейная форма стержня сохраняет устойчивость, называют критической силой. Даже при небольшом превышении критического значения силы стержень недопустимо деформируется и разрушается.
Расчет на устойчивость
Расчет на устойчивость заключается в определении допускаемой сжимающей силы и в сравнении с ней силы действующей:
где F — действующая сжимающая сила; [F] — допускаемая сжимающая сила, обеспечивает некоторый запас устойчивости; FKP — критическая сила; [sy] — допускаемый коэффициент запаса устойчивости. Обычно для сталей [sу] = 1,8 – 3; для чугуна [sy] = 5; для дерева [sу] = 2,8.
|
Относительно короткие и массивные стержни рассчитывают на сжатие, т. к. они выходят из строя в результате разрушения или остаточных деформаций. Длинные стержни небольшого поперечного сечения под действием осевых сжимающих сил изгибаются и теряют равновесие. Такие стержни работают на изгиб и сжатие.
