屈曲:实际上会发生n> 1的屈曲模式形状吗?


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在列屈曲中,我们知道:

P=n2π2EIL2

当时,P的最小值出现,这给出了简单的屈曲形状(一个波):n=1

Pcr=π2EIL2

但是,对于,如下所示,屈曲形状更加复杂并且具有很多波:n>1

弯曲形状

我的问题是,现实中是否发生过的屈曲模式形状?如果列按照的形状开始弯曲,那么它不会继续这样弯曲直到失败吗?其他屈曲模式将如何发生?n = 1n>1n=1

Answers:


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是否存在屈曲模式取决于您如何看待结构。n>1

正如@hazzey在他的答案中指出的那样,带有大括号的列可能会显示屈曲模式。但是,这些屈曲模式仅等效于组成该列的各个段的模式。需要明确的是,这并不意味着这些段独立地运行(您永远不会有两个连续的无支撑长度屈曲到同一侧),而只是任何模式都可以由一系列连续的模式组成对于无支撑的长度。n = 1 n > 1 n = 1n>1n=1n>1n=1

因此,如果您的一列具有一个弯曲的支撑,那么您是否认为整个列的模式或每个无括号长度的模式?都?你的来电。n = 1n>1n=1

在此处输入图片说明

为了解释@starrise对@hazzey答案的评论,可以通过查看屈曲方程来证明这一点:

P=(nL)2π2EIPcolumn,n=2=(2L)2π2EIPsegment,n=1=(1L2)2π2EI=(2L)2π2EIPcolumn,n=2=Psegment,n=1

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如果您看一看列的两端是否受支持,则可以正确地认为n = 1模式给出了最低的屈曲载荷。

其他模式(n = 2,3,...)并非没有用。长柱通常以固定的间隔支撑,以减少柱的未支撑长度。对于给定的长度的柱,这些撑杆迫使柱以不同的模式(n = 2,3,...)弯曲,并相应增加屈曲载荷。


我没有意识到模式形状是指列的支撑,但是现在考虑之后,这真的很有意义。
pauloz1890 2015年

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但是,列的全局模式的负载是否等于其无括号段之一的模式的负载?这意味着是否存在模式取决于您如何看待结构。如果从全局的角度来看它,那么是的,模式是可能的。但是,如果查看组成该结构的局部段,则仅存在模式。@ pauloz1890n = 1 n > 1 n > 1 n = 1n>1n=1n>1n>1n=1
山葵

@Wasabi是的,我认为那是让我困惑的原因,你是对的。
pauloz1890 2015年

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正如@Wasabi指出的那样,考虑支撑时仅存在模式。要了解原因,请注意在情况下,。然后,与情况相同,但列较短。自然,任何适用。这应该是有道理的,因为可以说原始全局列的顶部和底部具有相同的含义(至少在这些边界条件下)。n=1n=2Lsegment=Lglobal/2P=4π2EI/(4Lsegment2)=π2EI/Lsegment2n=1n
wwarriner

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@SamWatkins,确实,案件不是独立的。因为我们正在谈论带支撑的整体柱,所以不可能。如果两个部分都弯曲到同一侧,则圆柱的变形角度将不连续,这是不可能的。模式实际上只是一系列模式1 的陈述,并不意味着每个模式1都是独立的,而是模式仅在现实世界中可以由一个模式组成时才发生。系列连续模式1。n > 1n>1n>1
山葵
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