弹性元件的失稳判定

发布时间:2012-05-17 14:59:19
 

  波纹管及其他弹性元件失稳现象是元件失效模式的的一种。
  失稳从材料力学来讲是指具有特殊结构形状的构件,在某种承受荷载的状态下,随着荷载增加到某一值时,会突然失去构件原来几何形状的稳定平衡状态,而发生几何形状的突变现象叫失稳。特别注意的是失稳发生的瞬间构建所承受的应力常常并未达到材料屈服极限,甚至有时小于弹性极限。所以失稳现象只是构件在应力作用下失去几何形状原有平衡状态,寻找达到另一种新的几何形状的平衡状态的现象,而并不一定是材料的屈服破坏。最典型的就是通常所说的压杆失稳,也叫柱失稳。它是杆类构在沿杆件轴线方向的外力F的额压力下,其轴线失去原来的直线形状失稳的现象。对平面板形构件在垂直平西方向的外界再喝作用下,则会发生局部平面失去原来平面平衡状态的试问现象,既平面翘曲,通常称为平面失稳。
  失稳通常有三个特征参数:
  (1)临界载荷,既失稳发生瞬间时的外界作用力或压力
  (2)临界极限几何尺寸,能发生失稳现象构件的特征是几何尺寸的极限值,如压杆的长度和压杆的直径的壁比值,当比值大于某值时,就容易发生失稳现象。
  (3)临界变形量既失稳时构件在荷载的作用下的临界变形量W,一般来说,在临界几何尺寸下,变形量很小,一般在经验公式推导时为简化而将其忽略。
  一般来说,在确定的临界几何尺寸下,变形量越大,越容易失稳。
  金属波纹管在荷载F或P及同时作用下也会产生失稳现象,波纹管在失稳时包含这平面失稳和柱失稳两种状态。平面失稳是指波纹环板平面翘曲、变形、波纹平面歪斜不垂直波纹管整体轴线,波矩变成不均匀状态。柱失稳是指波纹管轴线总体弯曲,偏离原来值线位置。但不论是哪一种失稳,其现象都是发生了波纹管几何形状失去原有的平衡状态,几何形状发生了畸变的现象,因而都可用波纹管几何形状不均匀变化,波形畸变的程度的量值或几何形状非功能性的偏离原始位置的量值来表征,波纹管是否发生了失稳。
  (1)用波纹管轴线弯曲量来判定。
  (2)用波纹管容积突变量来判定
  (3)用波纹管波据最大变形不均匀百分率来判定
  (4)用观察畸变突发情况来判定。
  波纹管轴线弯曲量一般用千分表检测,直接读取偏移量值。

 
 

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