Контрольні запитання

Дайте визначення складному напруженому стану позацентрового розтягування.
Що називають ядром перерізу і які його властивості?
Чим пояснюється спрощення формули (10.1) до вигляду (10.2) в умовах даного досліду?
Що називається ексцентриситетом прикладання сили e? Як його визначити?
Як визначити граничне навантаження зони пропорційності? Навіщо це потрібне?
Як змінюється несуча здатність стрижня при виникненні позацентрового стискування?
Які заходи вживаються по боротьбі з явищем позацентрового розтягування-стискування?
Чому в експерименті використовуються два тензометри одночасно?
Наведіть приклади позацентрового розтягування-стискування стрижнів у будівництві.
Чим викликана необхідність прикладення розтягуючих сил на достатньому віддалені від місця вимірювання деформацій?

Лабораторна робота № 11 дослідження явища втрати стійкості стиснутого стрижня

Мета роботи – дослідити експериментально явище втрати стійкості під час осьового стискування гнучких стрижнів; порівняти значення критичних сил, що визначені за розрахунковими формулами і експериментально, за різних способів закріплення кінців стрижня.

Обладнання: – установка для експериментального визначення критичної сили.

Загальні відомості

Для багатьох елементів конструкцій і споруд розрахунки на міцність і жорсткість часто не достатні, щоб мати повну уяву про їхню робочу здатність, з’ясувати, чи знаходиться конструкція або її частина в стані стійкої рівноваги.

Розглянемо випадки втрати стійкості стрижнями, що найчастіше зустрічаються.

Нехай прямолінійний стрижень стискається центральною силою P (рис. 11.1). На початку зростання цієї сили стрижень тільки скорочується, зберігаючи прямолінійну форму. При збільшенні навантаження настає втрата прямолінійної форми – стрижень згинається. Найменшу центрально прикладену стискаючу силу, яка виводить стрижень із прямолінійної стійкої рівноваги, називають критичною силою .

Втрату стійкості стиснутого прямолінійного стрижня інколи називають поздовжнім згинанням, так як під дією поздовжніх сил стрижень викривлюється.

Поява поздовжнього згинання небезпечна сильним зростанням прогинів за незначного збільшення стискуючої сили. Зростання прогинів викликає швидке зростання напружень від згинання, які в свою чергу призводять до збільшення деформацій і часто спричинюють руйнування стрижня.

У практиці відомі випадки, коли через втрату стійкості окремих стрижнів руйнувалися мости та інші споруди. Тому визначення критичних навантажень вважається відповідальною частиною інженерних розрахунків конструкцій. Теоретичне значення критичної сили визначається за формулою Ейлера:

, (11.1)

де Е – модуль поздовжньої пружності матеріалу стрижня; - мінімальний момент інерції поперечного перерізу стрижня; - коефіцієнт приведення довжини, який залежить від способу закріплення кінців стрижня (рис. 11.2); l – довжина стрижня.