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结构的稳定性
26.1
考虑两根杆件在点 O 处通过销钉和刚度为 k 的扭转弹簧连接。两根杆件的端点均通过销钉连接。
如果两根杆完全对齐,且两个载荷沿同一直线作用,则系统保持平衡。
现在,如果将点 O 稍微移动,使其相对于竖直位置形成一个微小角度,则有两个力偶作用在杆上。
第一个原因是作用在点 O 的外加载荷,导致杆件偏离垂直方向。
第二个力偶源于扭转弹簧常数,其作用是使杆恢复至垂直位置。
如果这两个力偶的力矩大小相等,则可建立临界载荷的表达式。
系统的稳定性取决于施加载荷与临界载荷之间的比较。
如果施加的载荷超过临界载荷,系统将变得不稳定。相反,如果施加的载荷小于临界载荷,则系统是稳定的。
在机械工程中,系统在各种力的作用下,其稳定性对于设计一个耐用、高效的结构是至关重要的。探索这些概念的一种基本方法是分析系统,例如在枢轴点 O 处所连接的两根杆,在支点处具有一个弹簧常数为 k 的扭转弹簧。该系统的外观类似于用于更换汽车轮胎的剪式千斤顶。在这种情况下,连杆的臂(相当于该系统中的杆)是完…