材料力学压杆稳定(3)

2018-11-29 15:49

??FAC2F???st AA解得:F?3.36kN对CD杆,由强度条件??F A?????得F?2.4kN

对AB梁,由强度条件,

1FMmax2?max?????? ?3Wd32F?8.04kN综上所述,取

?F??2.4kN

9-14 吊车梁AB由两个200×125×12的角钢组成,[σ]=1600kg/cm2,长l=5m,F=5t,稳定安全系数nst=1.6,弹性模量E=200GPa,试对AB梁进行强度和稳定校核。(AB梁受的压力沿着轴线,又铆钉孔位于梁AB中间截面上。)

答:不安全。

200 125 12CAl 2解:AB梁受力图如图所示:

14°FBl 2 FACA14°FB

FAC?sin14??l?F?得FACl 2?F2sin14?

AB杆受压力为:FNAB杆受压力为:

?FAC?cos14??F?l 4Fcot14? 2M?

F?lM5?104?54AB杆强度校核:?????1070.8MPa???? 强度条件不满足 2Wz2Wz2?116.73?10?6AB杆稳定性校核:

Iz?2?1570.90?3141.8cm4Iy?(483.16?37.912?2.832)?2?1573.58cm4即y方向柔度大?y

??li?1?51?5??109.77

?2IyA1573.58(37.912?2)?10?2E?2?200?109?cr?2??163.65MPa 2?109.77稳定许用荷载:

???st??crnst?163.65?102.3MPa

1.6FN5?104?cot14?实际压杆压应力:????1322.4MPa????st 故不稳定 ?4A2?2?37.912?109-15 图示结构,由三根具有相同抗弯刚度EI的细长杆组成,其B、D二点用铰链连接,而A、C为固定端,α=30o,试求系统失稳破坏时的临界F。

答:F?36.03EI l2DFABC

解:∵AD、CD对称 ∴AD、CD同时失稳

∴系统失稳破坏时三杆将同时达到临界荷载,系统在微弯状态下平衡。

FcrAD?FcrCD??2EI(0.7?22l)3

FcrBD??2EI(1?l)23EI?FcrAD?FcrBD?36.032 2l由节点D平衡方程得:F?2?lαα

9-16 如图所示的结构,两支座处于同一水平位置,细长杆AB、BC的EI相同,试求临界F,β为何值时,两杆材料充分发挥作用?

FBβACL答:β=arctg(0.49)

解:要使两杆材料充分发挥作用,则两杆同时失稳

FcrAB?

?2EI(0.7?lAB)2??2sin2?EI0.49h22FcrcB??EI(1?lBC)22??cos?EIh22

FcrABsin2?1???tan?FcrcBcos2?0.49?tan??0.49???arctan(0.49)9-17

B3m

A4mDC4mq解:由DE杆平衡得FBD? 由B点平衡可知FABE q?4?2?2q 4155?FBC??FBD?q

2339AB、BC杆的临界荷载为

Fcr??EI?2??l?2??200?10?522?d464???200?10?29??0.5464?10?8525?q 3解得?q??1.45N/m

9-18

F=30kN8010202m1m8020(单位:mm)0.6m4m100

解:由平衡方程知,压杆轴力为:FN?45kN

横梁的最大弯矩为:Mmax?30kN?m 压杆稳定性校核: 压杆柔度 ???l1?4i?d4?4?4?266.67 0.06E200?109?p???3.14??99.296 6Ep200?10即???p为大柔度杆

?2E3.142?200?109??cr?2??27.73MPa 2?266.67???stFN45?10327.73???9.24MPa?c???15.923MPa????st nst3A??0.0624?cr不稳定

横梁强度校核:

80?20310?10032Iz?(?80?20?60)?2??0.1246?10?4m4

1212?max

9-19

M?y30?103?70?10?3???168.53MPa???? 满足强度条件

Iz0.1246?10?4

AP刚性杆DCB212aaa

解:(1)1杆的临界荷载

?2EI Pcr??2(?l)??200?10?(1?3)229??0.05464?67.2kN

由AB杆的平衡得 P?4a?Pcr?a

??P??Pcr67.2??16.8kN 44(2)若加上2杆,则两杆同时失稳时为P的极限荷载 即:P?4a?Pcr2?2a?Pcr1?a

?Pcr2?Pcr113?P??3Pcr??67.2kN

44?P??50.4kN9-20

Bh=50mmyAP14°8m3mCxb=100mm

解:有精力平衡条件得: ?Fy?0

得 FABsin30?P?0

??FAB?2P

?Fx?0

得 FABcos30?FAC?0

?


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