何谓构件的第一类稳定,第二类稳定?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/25 14:32:03

稳定问题是力学问题中一个重要的分支,也是桥梁工程中经常遇到的问题,有着十分重要的意义。随着桥梁跨径和杆件长细比的增大,稳定问题在桥梁设计中的重要性愈加凸显。稳定问题通常分为两种形式,第一类稳定和第二类稳定。第一类稳定也称为分支点失稳,表现为构件的平衡状态出现分枝现象,使原有的平衡状态失去稳定性而转向新的平衡状态。第一类稳定问题本质是特征值问题。结构失稳时,通过求解特征值所得到的荷载可以称为临界荷载、平衡分枝荷载、屈曲荷载或者压屈荷载。应该强调的是只有理想结构才会产生分枝点失稳,即假定结构失稳时是处于线性小挠度变形范围内。实际工程结构由于制造、运输、安装等原因不可避免地存在一些初始缺陷,如初始弯曲、残余应力及荷载作用位置的偏差等,因此大多数结构的失稳问题属于极值点失稳,但由于第一类稳定求解过程简单,在实际工程中得到了应用广泛,如著名的欧拉临界荷载问题。
第二类稳定问题又称极值点失稳。从数学的角度看,即荷载与变形关系特征曲线是一条连续的图形,存在极值点。极值点失稳只有平衡稳定性状态的变化,没有工作状态的变化,不会出现新的变形形式,即平衡状态不发生质变。结构失稳时,对应的荷载称为极限荷载或压溃荷载。第二类稳定计算的过程中需要计入几何非线性刚度方程,如果结构中的部分应力超过了材料的屈服强度时还需要计入材料非线性刚度方程,因此对结构第二类稳定极限承载力分析的过程实质上是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性刚度矩阵寻找其极限荷载的过程。由于结构在不断增加的外荷载作用下其结构的刚度不断发生变化,当外荷载产生的压应力或剪应力使得结构的切线刚度矩阵趋于奇异时,结构的承载力就达到了极限,此时的外荷载即为极限荷载。所以第二类稳定问题的实质是一个极限承载力问题。

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