结构与强度,稳定性的关系 构件的强度,刚度,稳定性有什么区别?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-24
结构的强度,稳定性都与结构的截面和材料有关。
强度包括抗拉强度,抗压强度和抗弯强度。
抗拉和抗压强度与结构的截面大小有关,为材料强度*截面积。
抗弯强度还与截面的面积矩有关,通俗的讲就是离轴线越远的地方面积越大,抗弯强度越强。所以经常采用工字钢等截面在抗弯。
长细比l/s比较大的结构在受到压力时,可能在达到极限荷载之前就局部失稳而造成破坏,(具体参考是你用里一个很长的东西,可能它不会截面坏掉,但是会整体或者局部弯曲,这就是失稳)也就是说长细比较大的构件,一般稳定性比较差。

结构与强度,稳定性的关系:

对结构构件,强度计算是基本要求,但是对钢结构构件,稳定计算比强度计算更为重要。强度问题与稳定问题虽然均属第一极限状态问题,但两者之间概念不同。

强度问题关注在结构构件截面上产生的最大内力或最大应力是否达到该截面的承载力或材料的强度,因此,强度问题是应力问题;而稳定问题是要找出作用与结构内部抵抗力之间的不稳定平衡状态,即变形开始急剧增长的状态,属于变形问题。

结构直接影响强度和稳定性,举个最简单的例子,机械结构中,相同直径空心管材和实心的在很多情况下具有相同的属性。这样在制造和应用时就能节省许多的材料。
另外,铁路的工字钢没选用方钢,也是同样的道理。

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影响稳定性因素有:重心高低、支撑面大小、结构形状,影响强度有:材料、形状、连接方式。要看改变了什么?如果是重心,当然是稳定性受影响。

强度保证的是材料永久变形及断裂。
刚度保证的是材料弹性变形不超过某个范围。
稳定性是保证压杆不发生突然弯曲。
强度 金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。按外力作用的性质不同,主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等,工程常用的是屈服强度和抗拉强度,这两个强度指标可通过拉伸试验测出。
强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说,强度是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度(弯曲疲劳和接触疲劳等)、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。强度的试验研究是综合性的研究,主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
强度是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力.根据受力种类的不同分为以下几种:
(1)抗压强度--材料承受压力的能力.
(2)抗拉强度--材料承受拉力的能力.
(3)抗弯强度--材料对致弯外力的承受能力.
(4)抗剪强度--材料承受剪切力的能力.
刚度
受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G(见胡克定律)。结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外,还同其几何形状 、边界条件等因素以及外力的作用形式有关。分析材料和结构的刚度是工程设计中的一项重要工作。对于一些须严格限制变形的结构(如机翼、高精度的装配件等),须通过刚度分析来控制变形。许多结构(如建筑物、机械等)也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。另外,如弹簧秤、环式测力计等,须通过控制其刚度为某一合理值以确保其特定功能。在结构力学的位移法分析中,为确定结构的变形和应力,通常也要分析其各部分的刚度。
刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度(或称刚性)常用单位变形所需的力或力矩来表示,刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类(即材料的弹性模量)。刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后,会影响机器工作质量的零件尤为重要,如机床的主轴、导轨、丝杠等。
稳定性
自动控制系统的种类很多,完成的功能也千差万别,有的用来控制温度的变化,有的却要跟踪飞机的飞行轨迹。但是所有系统都有一个共同的特点才能够正常地工作,也就是要满足稳定性的要求。
什么叫稳定性呢?我们可以通过一个简单的例子来理解稳定性的概念。一个钢球分别放在不同的两个木块上,A图放在木块的顶部,B图放在木块的底部。如果对图中的钢球施加一个力,使钢球离开原来的位置。A图的钢球就会向下滑落,不会在回到原来的位置。而B图中的钢球由于地球引力的作用,会在木块的底部做来回的滚动运动,当时间足够长时,小球最终还是要回到原来的位置。我们说A图所示的情况就是不稳定的,而B图的情况就是稳定的。


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