细长压杆的临界压力辨析

欧拉公式是根据临界压力作用下理想压杆将处于随遇平衡的观点、设想压杆已经发生微弯并采用一级近似的方法推导出来的。本文认为,随遇平衡的观点迄今未见严格证明。在欧拉公式的推导过程中如果放弃一级近似采用精确的曲率公式进行分析,所得结果也表明在临界压力作用下压杆轴线的不稳定直线平衡是唯一的平衡形式,只有当实际压力大于临界压力时才会发生微弯。结论:由欧拉公式求得的欧拉荷载略大于临界压力。     

一端固定、一端自由细长压杆临界压力的另一种推导

利用杆件微弯的曲率公式和面积向量法,求得一端固定、一端自由压杆的临界压力欧拉公式,为该约束条件下细长压杆的临界压力公式推导提供了另一种方法.     

一端固定、一端自由细长压杆临界压力的另一种推导

利用杆件微弯的曲率公式和面积向量法,求得一端固定、一端自由压杆的临界压力欧拉公式,为该约束条件下细长压杆的临界压力公式推导提供了另一种方法.     

材料力学教学中细长杆临界压力的试验研究

压杆稳定性的概念比较抽象,借助试验可以观察失稳现象并测定临界压力.利用电阻应变仪及材料力学多功能试验台,通过电阻应变测量法得到细长杆轴向压力与电桥应变的关系曲线,并由该曲线的水平渐近线得到了压杆的临界载荷;利用Ansys软件的特征值屈曲分析模块计算了压杆失稳的临界压力.研究表明电测法试验、数值模拟与欧拉公式理论计算得到的临界载荷非常吻合,研究结果证实了试验方法的可靠性.     

单轴对称截面压杆考虑剪力滞效应的临界荷载

以单轴对称工字截面压杆为对象,针对截面几何尺寸不同的上、下翼缘分别设定相应的剪滞翘曲函数,利用能量变分原理并结合微分方程组降阶法,推导了单轴对称截面压杆考虑剪力滞效应的临界荷载的闭合解,由此考察了欧拉临界荷载公式的可靠性和适用条件.结果表明,欧拉公式高估了薄壁压杆的临界荷载;翼缘惯性矩与全截面惯性矩之比和跨宽比对临界荷载有一定影响,其中后者的影响更明显;欧拉临界荷载公式只适用于跨宽比较大的压杆.     

两端任意线弹性支承的压杆稳定性研究

基于挠曲线近似微分方程,对两端任意线弹性支承的压杆用10个初参数,建立了其处于微弯曲平衡状态时统一的变形方程、静力平衡方程和物理方程。由齐次线性方程组有非零解的条件,导出了求解临界压力的特征方程。验证了在完全理想支承下计算临界压力的欧拉公式仅是本文导出公式的特例,同时以六个非完全理想支承的压杆为例,计算其长度因数。系统地解决了两端任意线弹性支承的压杆临界压力的计算问题。     

论欧拉公式中Pcr的精确度

本文先采用挠曲线精确微分方程求出细长压杆临界力，再与用欧拉公式求出的细长压临界力进行比较。得出“欧拉公式求压杆临界力的精确度很高”的结论。     

用转角弯矩矩阵确定压杆的临界荷载

本文采用统一的转角弯矩阵来计算压杆的临界荷载，其解与传统方法的解完全相同，可适用于各种边界条件，是一种确定压杆临界荷载的简便方法。     

配合演示实验的振动法推导压杆稳定的临界载荷

配合压杆稳定的教学演示实验现象,为从杆在轴向载荷作用下的杆横向振动的动力学建模出发,考虑杆的自重后,推导出杆的振型函数和频率表达式,最终根据振动频率不可能为负数这一基本常识推导出两端铰支杆的临界载荷表达式和欧拉公式具有相同表达式。解释了学生对材料力学教材中为何压杆临界载荷计算不计梁的自重的疑问。     

“非零应矩弹性理论”下的压杆稳定

现行弹性理论认为:"作用在单位面积上的力矩恒等于零",与应力理论下的压杆稳定公式,都无法解决工程上的扭转和弯曲不平衡问题。本文利用"非零应矩弹性理论,推导了应矩理论下的压杆稳定临界力新公式。并用应力、应矩两种理论,对压杆稳定实例进行对照计算,来论证现行欧拉压杆稳定临界公式的不安全性。     

含缺陷动力猫道翻板液压缸杆稳定性的研究

针对动力猫道翻板液压缸杆出现失稳的现象,以现场较常见的圆柱缺陷为研究对象,推导了不同截面所对应惯性矩的计算公式;并根据Euler临界力计算公式,得出了含缺陷液压缸杆的临界力计算公式,对影响临界力大小的缺陷参数进行了说明。在上述基础上,建立了含缺陷动力猫道翻板液压缸杆的简化模型。应用有限元法研究了不同圆柱缺陷半径、深度以及缺陷位置对屈曲载荷的影响。相关结果说明:随着缺陷半径、深度的增加,液压缸杆的屈曲载荷显著降低;缺陷位置也是影响液压缸杆屈曲载荷的重要因素,缺陷位置距离液压缸杆底端越近,液压缸杆的屈曲载荷越小。相关结果可为动力猫道上液压缸杆的安全检查、安全维护提供参考,为进一步研究液压缸杆失稳提供一种新的认识。     

动力猫道推块液压缸杆稳定性的研究

针对动力猫道推块液压缸杆使用过程中容易产生失稳的现象,分析了缸杆的受力特点及其失稳原因。在失稳临界力理论计算公式推导过程中,针对欧拉公式存在的不足,应用了修改后的边界条件,并综合考虑了液压缸杆安装及导向系数的影响,得出了推块液压缸杠临界力的计算公式。同时针对现场使用的某型号推块液压缸杆在简化其试验试件的基础上进行了稳定性试验研究。通过对比试验研究得出的试件临界力与理论计算的临界力,说明了计算公式的正确性。最后,采用有限元软件Workbench对液压缸杆进行了稳定性数值模拟,其结果显示理论计算的临界力与有限元分析的结果基本一致,进一步说明了计算公式的正确性。     

轴向受压光热敏感凝胶杆屈曲失稳分析

当压缩载荷达到失稳临界值时轴向受压细长杆将发生屈曲失稳,从而影响系统的正常运作。为分析光热敏感细长凝胶直杆轴向受压的稳定性问题,通过光热敏感凝胶大变形理论和铁木辛柯弹性稳定理论研究了环境温度、光强对不同长细比凝胶杆屈曲行为的影响。结果表明:化学势、光强和温度对光热敏感凝胶压杆的增量模量具有显著影响;溶液化学势越低、辐射光光强越弱、温度越低,光热敏感凝胶压杆的增量模量越高;光热敏感凝胶杆轴向受压时存在临界长细比,只有当长细比大于该临界值时凝胶压杆才会发生屈曲失稳;临界长细比受光强和温度影响显著,光强越强、温度越高时,临界长细比越大;当长细比大于临界值时,光强越强、温度越高则使凝胶杆发生屈曲的临界应力越大。     

GDP预测模型中的多重共线性问题

采用Frisch综合分析法,运用SAS软件包作辅助工具,解决多重共线性问题.即从最初的自变量中按照一定的准则,挑选了若干多重共线性不十分严重的自变量,进行多元线性回归拟和,建立线性回归模型,得到一个预测GDP的方程.     

偏磨抽油杆接箍力学性能及承载能力分析——以塔河油田抽油杆接箍断脱为例

针对塔河油田抽油杆接箍在采油生产过程中,易发生磨损现象,而导致抽油杆接箍断脱失效的问题。以直径为25mm抽油杆,基体材料为35CrMo接箍为研究对象,考虑接箍壁厚受磨损程度的影响,应用有限元方法,开展抽油杆接箍在拉压载荷作用下受力分析和承载范围分析。通过拉压试验测试和数值模拟结果对比分析并验证数值方法可靠性基础上,开展了拉压载荷在20KN-250KN下不同磨损量抽油杆接箍的力学性能分析。研究表明,等效应力和接触应力均随着载荷增大而增大,无磨损接箍在受力范围内均能满足应用要求。但由于接箍出现偏磨,其等效应力与接触应力分布对称性变差,且磨损严重时,其承载能力严重下降,断脱风险加大。     

游梁式抽油机悬点负载耦合动力学建模

建立了描述游梁式抽油机悬点负载动态特性的耦合动力学模型.采用多自由度的弹簧-质量-阻尼器机械动力学系统描述抽油杆柱振动特性.综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、泵腔压力变化、泵阀局部阻力等因素的影响,建立了泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述有杆泵动态抽汲过程的新模型,确定了求解抽油杆柱振动模型的井下边界条件.采用时步有限元方法对所建杆-泵耦合动力学模型进行仿真计算.油田现场应用表明,所建模型具有较高精度,可用于抽油井负荷、泵效、扭矩和平衡度等工况参数预测及故障诊断.     

压杆稳定临界载荷的拟合算法

探讨了弹性杆在压杆稳定实验中的Euler稳定性和临界载荷,提出了由实验数据进行曲线拟合测算临界载荷的拟合算法,并利用Matlab进行实现.最后分析了拟合计算结果与Euler公式计算临界载荷的相对误差.     

一端固定一端铰支压杆临界载荷的级数计算方法

探讨细长压杆的临界载荷计算问题。介绍了采用试验计算方法计算压杆临界载荷,针对试验计算方法比较繁琐问题,以一端固定一端铰链连结压杆为研究对象,提出压杆临界载荷计算的级数展开方法,得到了计算压杆临界载荷的实用计算公式。为研究压杆稳定性和计算临界载荷提供了理论依据。