Продольный изгиб - деформация изгиба прямого стержня при действии продольных (направленных по оси) сжимающих
сил. При квазистатич. возрастании нагрузки прямолинейная форма стержня остаётся
устойчивой до достижения нек-рого критич. значения нагрузки, после чего устойчивой
становится искривлённая форма, причём при дальнейшем возрастании нагрузки прогибы
быстро увеличиваются.
Для призматич. стержня из линейно-упругого материала,
сжатого силой Р, критич. значение даётся ф-лой Эйлера
где E - модуль упругости материала,
I - момент инерции поперечного сечения относительно оси, соответствующей
изгибу, l - длина стержня, -
коэф., зависящий от способа закрепления. Для стержня, опирающегося своими концами
на опору,=1.
При малых P ->
0 изогнутая ось близка по форме кгде
x - координата, отсчитываемая от одного из концов стержня. Для стержня,
жёстко закреплённого на обоих концах,
= 1/4; для стержня, к-рый одним концом закреплён, а другой (загруженный) его
конец свободен, =
2. Критич. сила для упругого стержня отвечает точке бифуркации на диаграмме
сжимающая сила - характерный прогиб. П. и.- частный случай более широкого понятия
- потери устойчивости упругих систем.
В случае неупругого материала критич. сила зависит
от соотношениямежду
напряжением а и относит, деформациейпри
одноосном сжатии. Простейшие модели упругопластич. П. и. приводят к ф-лам типа
Эйлера с заменой модуля упругости E либо на касательный модуль,
либо на приведённый модуль .
Для стержня прямоуг. сечения =В
реальных задачах оси стержней имеют нач. искривления, а нагрузки приложены с
эксцентриситетом. Деформация изгиба в сочетании со сжатием происходит с самого
начала нагружения. Это явление наз. продольно-поперечным изгибом. Результаты
теории П. и. используют для приближённой оценки деформации и несущей способности
стержней с малыми нач. возмущениями.
При динамич. нагрузках формы П. и. и продольно-поперечного изгиба могут существенно отличаться от форм потери устойчивости при квазистатич. нагруже-нии. Так, при очень быстром нагружении стержня, опирающегося своими концами, реализуются формы П. и., имеющие две и более полуволны изгиба. При продольной силе, к-рая периодически изменяется во времени, возникает параметрический резонанс поперечных колебаний, если частота нагрузки , где - собств. частоты поперечных колебаний стержня, h - натуральное число. В нек-рых случаях параметрич. резонанс возбуждается также при
В. В. Болотин