wybocz 1

WYBOCZENIE

ĆWICZENIE 6

WSTĘP

Zagadnienie utraty stateczności prętów ściskanych zwane wyboczeniem jest wyczerpująco omówione w podręcznikach „Wytrzymałość Materiałów”. Wiadomo, że przy pewnej szczególnej wartości tzw. krytycznej obciążenia ściskającego, prosty pręt (rys. ła) może mieć dwie różne postacie równowagi: pierwotną, przy której pręt pozostaje nadal prosty i nową - o osi zakrzywionej. Przy obciążeniu krytycznym pręt znajduje się w stanie równowagi obojętnej, tzn. jeśli oś pręta zostanie wygięta wskutek działania dodatkowej przyczyny, to z chwilą, gdy ta przyczyna przestanie istnieć brak jest tendencji zarówno do powrotu pręta do pierwszej postaci, jak i do dalszego pogłębiania wygięcia. Gdy obciążenie jest mniejsze od krytycznego pręt znajduje się w stanie równowagi trwałej, gdy zaś większe, pręt jest w stanie równowagi chwiejnej.

Omówione wyżej zachowanie się idealnie prostego pręta, idealnie osiowo ściskanego obrazuje linia ciągła na wykresie (rys. lc). W rzeczywistych warunkach oś pręta nigdy nie jest idealnie prosta, a obciążenie nie jest idealnie osiowe. Nieosiowość obciążenia wiąże się z występowaniem siły poprzecznej O i momentu zginającego wynikającego z mimośrodowego działania siły obciążającej (rys. Ib).

I prt+Z (MjięcieM I - pręł tzeczywisłij

P pręt idealny

pręł i2eczywi$-hj

Rys. i

Dlatego rzeczywiste pręty zachowują się inaczej, a mianowicie oś pręta wygina się od początku narastanie obciążenia. Charakter tego ugięcia dodatkowego przedstawia linia przerywana na rys lc, dla której rzędna odpowiadająca obciążeniu krytycznemu stanowi asymptotę. Powyższy fakt został stwierdzony zarówno na drodze teoretycznej, jak i doświadczalnej i wynika z niego wniosek następujący: działanie obciążeń poprzecznych nie zmienia krytycznej wartości P_kr obciążeń zasadniczych P.

W pewnych przypadkach badanie stateczności komplikuje zmiana kierunku działającej siły w trakcie wyboczenia. Przykłady takich konstrukcji przedstawia rys. 2. W obydwóch tych konstrukcjach wskutek wyboczenia kierunek działającej siły zmienia się o kąt a Można stwierdzić, że wartość siły krytycznej zależy w sposób istotny od zachowania s ię sił y obci ązaj acej w trak cię w y boczę n i a.