結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算

結(jié)構(gòu)力學(xué)II第11章結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算工程中的“失穩(wěn)”現(xiàn)象11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念11.1.1三種不同性質(zhì)的平衡設(shè)體系受到微小干擾后偏離平衡狀態(tài)，按照干擾撤銷(xiāo)后體系的不同“表現(xiàn)”，體系平衡可分為三種：穩(wěn)定平衡：干擾撤銷(xiāo)后，體系能自動(dòng)恢復(fù)原有平衡狀態(tài)；隨遇平衡(中性平衡)：干擾撤銷(xiāo)后，體系不能自動(dòng)恢復(fù)原有平衡狀態(tài)，但能在新?tīng)顟B(tài)下保持平衡；不穩(wěn)定平衡：干擾撤銷(xiāo)后，體系不能自動(dòng)地恢復(fù)原有平衡狀態(tài)，也不能在新?tīng)顟B(tài)下保持平衡。平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng)著勢(shì)能的駐值勢(shì)能增加勢(shì)能不變勢(shì)能減小無(wú)論從哪個(gè)角度看，隨遇平衡狀態(tài)都是介于穩(wěn)定平衡狀態(tài)和不穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間的一種過(guò)渡狀態(tài)，或臨界狀態(tài)。11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念11.1.1三種不同性質(zhì)的平衡軸壓壓彎歐拉臨界荷載由材料力學(xué)知：

FP<FPcr：軸壓桿在受到微小的橫向干擾后可以偏離平衡狀態(tài)而轉(zhuǎn)入狀態(tài)，但在干擾撤銷(xiāo)后桿件將自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)的單純受壓狀態(tài)，因此是穩(wěn)定平衡狀態(tài)；

FP>FPcr：軸壓桿在干受擾后轉(zhuǎn)入壓彎狀態(tài)，在干擾撤銷(xiāo)后不但不能返回原來(lái)的狀態(tài)，而且還將繼續(xù)產(chǎn)生更大的彎曲變形，因此是不穩(wěn)定平衡狀態(tài)；FP=FPcr，壓桿在受干擾后轉(zhuǎn)入壓彎狀態(tài)，在干擾撤銷(xiāo)后仍將維持這個(gè)狀態(tài)，因此是隨遇平衡狀態(tài)。11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念11.1.2三類(lèi)不同形式的失穩(wěn)失穩(wěn)：荷載達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，體系由穩(wěn)定平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)。分支點(diǎn)失穩(wěn)(第一類(lèi)失穩(wěn))：

失穩(wěn)前(0≤FP<FPcr)：壓桿保持直線(xiàn)狀態(tài)，平衡是穩(wěn)定的，在此階段中無(wú)論荷載為何值均有Δ=0，F(xiàn)P-Δ曲線(xiàn)與豎軸重合，即圖中的OA段。

失穩(wěn)后(FP≥FPcr)：壓桿在理論上仍可保持直線(xiàn)狀態(tài)，Δ=0，F(xiàn)P-Δ曲線(xiàn)達(dá)到A點(diǎn)后沿路徑1繼續(xù)上升。但這時(shí)平衡是不穩(wěn)定的，任何微小干擾都可能使壓桿彎曲變形Δ≠0且Δ隨荷載的增大而增大，F(xiàn)P-Δ曲線(xiàn)沿圖中的路徑2即弧線(xiàn)AB前進(jìn)。結(jié)構(gòu)變形在荷載達(dá)到臨界值前后發(fā)生性質(zhì)上的突變理想或完善體系分支點(diǎn)失穩(wěn)：完善體系（或理想體系）：直桿（無(wú)初曲率），中心受壓（無(wú)初偏心）。Pl/2l/2PΔOP1<Pcr=1<PcrABP1Pcr原始平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的是唯一的P2>PcrΔCⅠ(穩(wěn)定)Ⅰ(不穩(wěn)定)Ⅱ(大撓度理論)Ⅱ(小撓度理論)DD′P2原始平衡狀態(tài)是不穩(wěn)定的。存在兩種不同形式的平衡狀態(tài)(直線(xiàn)、彎曲）。分支點(diǎn)B將原始平衡路徑Ⅰ

分為兩段。在分支點(diǎn)B出現(xiàn)平衡的二重性。原始平衡由穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定。臨界荷載、臨界狀態(tài)2>Pcr

Pcr

Pcrqcr原始平衡：軸向受壓新平衡形式：壓彎組合

Pcr原始平衡：軸向受壓新平衡形式：壓彎組合原始平衡：平面彎曲新平衡形式：斜彎曲加扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的變形產(chǎn)生了質(zhì)的改變。即原來(lái)的平衡形式成為不穩(wěn)定而可能出現(xiàn)新的與原來(lái)平衡形式有質(zhì)的區(qū)別的平衡形式，同時(shí)，這種現(xiàn)象帶有突然性。分支點(diǎn)失穩(wěn)的特點(diǎn)：11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念11達(dá).1扛.2三類(lèi)重不同哥形式陳的失溝穩(wěn)非完盾善體疫系當(dāng)荷幸載較用小時(shí)舞（曲塔線(xiàn)的OA段）伐，Δ隨荷答載的獎(jiǎng)增大么而非越線(xiàn)性共增長(zhǎng)繁，當(dāng)黨荷載六達(dá)到體某一豈個(gè)臨界追值FPc旅r時(shí)，壘曲線(xiàn)您出現(xiàn)涼一個(gè)極值攝點(diǎn)（圖持中A點(diǎn)）款，此旬時(shí)荷尺載不逼但不繭能繼孫續(xù)增蓄加，屑而且史如果尼稍加游干擾圣，即真便減澆小荷么載，歲桿件宿的撓麻度也輩仍要腰繼續(xù)室增長(zhǎng)些，如然圖中票曲線(xiàn)液的AB段所重示。極值循點(diǎn)失問(wèn)穩(wěn)(第二憐類(lèi)失刷穩(wěn))：結(jié)構(gòu)院的變輛形在奏荷載粥達(dá)到屯臨界挺值后并不摔發(fā)生膀性質(zhì)館上的顛突變街，只藏是原督有變探形的供迅速垂增長(zhǎng)肯。極值螞點(diǎn)失稿穩(wěn)：非完掘善體貫系：具有糕初曲油率的灑壓桿承受憑偏心內(nèi)荷載跳的壓繳桿

P

PPΔOPcr(大撓華度理菠論)(小撓舟度理絮論)PePe接近臣于中赤心壓迫桿的房誠(chéng)歐拉室臨界侮荷載穩(wěn)定成問(wèn)題咳與強(qiáng)召度問(wèn)蠅題的煙區(qū)別虎：強(qiáng)度蹄問(wèn)題適是在禁穩(wěn)定燦平衡恨狀態(tài)近下：當(dāng),小變形，進(jìn)行線(xiàn)性分析（一階分析）。當(dāng),大變形，進(jìn)行幾何非線(xiàn)性分析（二階分析）。重點(diǎn)是求內(nèi)力、應(yīng)力穩(wěn)定討問(wèn)題泥重點(diǎn)艙是研喊究荷型載與女結(jié)構(gòu)格抵抗蟲(chóng)力之概間的承平衡歐；找浩出變情形急伙劇增翼長(zhǎng)的吧臨界離點(diǎn)及出相應(yīng)失的臨悅界荷軋載。被在變購(gòu)形后第的幾煮何位征置上捎建立沒(méi)平衡擺方程需，屬挺于幾恒何非貫線(xiàn)性跑分析雷（二田階分還析）骨。非線(xiàn)窄性分界析，版疊加污原理細(xì)不再午適用茂。極值岔點(diǎn)失朱穩(wěn)的摟特點(diǎn)盼：非河完善蕉體系晝出現(xiàn)眼極值慘點(diǎn)失揮穩(wěn)。愚平衡拖形式蘋(píng)不出粥現(xiàn)分琴支現(xiàn)禁象，P-珠Δ曲線(xiàn)污具有拜極值歸點(diǎn)。膠結(jié)構(gòu)竹的變陪形形踩式并押不發(fā)下生質(zhì)鍋的改闖變，斤由于門(mén)結(jié)構(gòu)爺?shù)淖儜倚芜^(guò)紙大,結(jié)構(gòu)和將不由能正軋常使勸用.對(duì)于滲工程練結(jié)構(gòu)證兩種貧失穩(wěn)施形式薄都是棄不允叼許的.因?yàn)殡p它們議或使箭得結(jié)陡構(gòu)不渠能維滑持原始來(lái)的狂工作率狀態(tài)線(xiàn)或使頂其喪擱失承門(mén)載能臭力,導(dǎo)致喚結(jié)構(gòu)后破壞.11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念跳躍趟失穩(wěn)降的特哀點(diǎn)：結(jié)構(gòu)糊的變訊形在滋荷載聰達(dá)到鄰臨界搜值前衣后發(fā)夏生性恒質(zhì)上蟻的突份變，碌并且撕在臨脾界點(diǎn)晚處結(jié)余構(gòu)位姓移的媽變化晌是不返連續(xù)都的。番由于伯跳躍均失穩(wěn)闊的FP-Δ曲線(xiàn)值在臨晌界點(diǎn)享之后終理論卵上存昌在兩輪條不初同的上路徑粒，我尼們將殿它視悼為一禿種特殊閥形式睛的分語(yǔ)支點(diǎn)標(biāo)失穩(wěn)守。由于戰(zhàn)結(jié)構(gòu)今的幾并何形省狀在百失穩(wěn)翅過(guò)程雁中發(fā)斯生激霞烈的烏改變印，跳抽躍失婦穩(wěn)必膝須嚴(yán)鵲格加蘆以避乳免。11掃.1霜.2三類(lèi)朗不同合形式麻的失嬸穩(wěn)跳躍搬失穩(wěn)11.1穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念11部.1賴(lài).3兩種蔑不同蜓精度組的穩(wěn)畝定理鹿論y″+α2y=0M(x)=FPy=-EI繼y″EI通解普為：y=C1si楚nαx+C2co稻sαx其中α2=FP/EI邊界綢條件：yx=0=yx=l=0可得謙：si紗nαl=0，C2=0FPc炭r=π2EI/l2小撓造度理色論大撓偉度理校論對(duì)完液善體陸系分拼支點(diǎn)支失穩(wěn)夫，兩好種理室論得王到的根臨界復(fù)荷載抄一致子。

Plk1、單籮自由果度完淡善體累系的栽分支仔點(diǎn)失襖穩(wěn)EI灑=∞1）按傍大撓雀度理懲論分疫析

PθRAPθOAPcrBⅠ(穩(wěn)定)Ⅰ(不穩(wěn)生定)Ⅱ(大撓膨度理龍論)不穩(wěn)胖定平俗衡Ⅱ(小撓努度理注論)隨遇茅平衡分支候點(diǎn)A處的嶄臨界挎平衡抗也是游不穩(wěn)洪定的跌。對(duì)削于這種冤具有疾不穩(wěn)唱定分只支點(diǎn)煮的完孕善體宮系，帆一般鏈應(yīng)當(dāng)趁考慮訪(fǎng)初始義缺陷碼的影牛響，按非笛完善救體系特進(jìn)行悼穩(wěn)定魔性驗(yàn)刺算。2）按噸小撓篩度理?xiàng)U論分籍析θ<<卷1小撓離度理領(lǐng)論能勁夠得校出正霞確的權(quán)臨界浸荷載,但不消能反息映當(dāng)θ較大邁時(shí)平衡路據(jù)徑Ⅱ的下忌降(上升)趨勢(shì)疼。隨織遇平詠衡狀幼態(tài)是傘簡(jiǎn)化認(rèn)假設(shè)唇帶來(lái)死的假兇象。注:睛1）平貪衡方種程是棟對(duì)變蒙形以礎(chǔ)后的診結(jié)構(gòu)束新位孤置建森立的冷。2）建方立平央衡方斃程時(shí)賴(lài)方程析中各歌項(xiàng)應(yīng)減是同面量級(jí)楚的，盤(pán)主要沾力項(xiàng)脅（有壞限量棕）要事考慮咽結(jié)構(gòu)這變形拼對(duì)幾主何尺德寸的肺微量濾變化賽，次紅要力殖項(xiàng)（微咬量）忠不考咐慮幾邁何尺囑寸的籌微量尋變化辜。兩類(lèi)咳穩(wěn)定弦計(jì)算隊(duì)簡(jiǎn)例

Plk2、單貿(mào)自由乒度非捏完善炮體系璃的極偽值點(diǎn)目失穩(wěn)EI盤(pán)=∞1）按吳大撓敘度理賺論分峽析

P

θRAεP/klθOε=祥0ε=萬(wàn)0.榨1ε=矩0.修210.撇78痰50.酒380.6600.421.奪371.司47π/烏2P/klεO10.20.6600.10.7850.30.556這個(gè)季非完疼善體功系是侮極值思點(diǎn)失療穩(wěn).Pcr隨ε增大釋而減發(fā)小.

PlkEI肅=∞2）按哪小撓進(jìn)度理怕論分精析

PθRAεP/klθO設(shè)：ε<<惰1，θ<<緒1ε=幸0ε=敏0.攀1ε=窄0.覆2ε=擾00.40.81.21.610.80.60.40.2各曲許線(xiàn)都侄以水刷平直頑線(xiàn)P/kl=1為漸態(tài)近線(xiàn),并得齒出相青同的庫(kù)臨界荷載杜值Pc檢r=kl對(duì)于稠非完幻玉善體目系，夏小撓圓度理論不超能得魂出隨坦著ε的增摔大Pc母r會(huì)逐易漸減盈小的盞結(jié)論.。3、幾因點(diǎn)認(rèn)暈識(shí)1）一灶般說(shuō)粗來(lái)，業(yè)完善跡體系豆是分制支點(diǎn)濕失穩(wěn)內(nèi)，非蓄完善銜體系芹是極運(yùn)值點(diǎn)失軟穩(wěn)。2）分敲支點(diǎn)熔失穩(wěn)唐的特段征是冤存在揀不同饑平衡礎(chǔ)路徑辨的交遺叉，遣在交易叉點(diǎn)出華現(xiàn)平秩衡形泥式的桑二重剪性，懷極值省點(diǎn)失容穩(wěn)只溝存在額一個(gè)擴(kuò)平衡去路徑田，千但平衡甩路徑否上出衛(wèi)現(xiàn)極疼值點(diǎn)房誠(chéng)。3）只領(lǐng)有按拒大撓饞度理舉論才偶能得票出穩(wěn)盼定問(wèn)勺題的狹精確扯結(jié)論堤，但旺小撓度末理論付比較詢(xún)簡(jiǎn)單煌適用劫，特間別是紛在分鄭支點(diǎn)佩失穩(wěn)和問(wèn)題墨中通吸常也引能得出臨冬界荷廉載的末正確縫值。身但也皺要注錯(cuò)意它礎(chǔ)的某帆些結(jié)悉論的許局限虧性。4）在勸實(shí)際喝結(jié)構(gòu)層中難咱以區(qū)尤分這蓬兩類(lèi)朵失穩(wěn)庸問(wèn)題獎(jiǎng)。但伐分支共點(diǎn)失娘穩(wěn)問(wèn)題壟更具堡有典白型性遼，就你失穩(wěn)嗚的突辜發(fā)性扛而言稅，更懂有必妙要首蝴先加評(píng)以研究；券另外截，在穿許多塞情況康下，撫分支冒點(diǎn)臨桿界荷營(yíng)載可蹤蝶作為嶼極限商荷載萌的上限考氧慮。以下流只討慨論完寬善體兆系分枯支點(diǎn)辯失穩(wěn)帖問(wèn)題徒，并由洞小撓第度理額論求盟臨界饑荷載駕。11.2用靜力法求臨界荷載靜力襲法:假定滲體系蹲處于青失穩(wěn)注的臨氧界狀慢態(tài)，刻列出巴平衡測(cè)方程棋求解宮臨界添荷載水。能量宅法:臨界涼狀態(tài)白的能屯量特學(xué)征是泊體系膀的勢(shì)末能為妻駐值探，據(jù)鍬此求誼出臨誰(shuí)界荷缸載。穩(wěn)定渣自由李度在穩(wěn)瘋定計(jì)肺算中斗，一咸個(gè)體刃系產(chǎn)矮生彈偵性變?nèi)バ螘r(shí)考，確薦定其陪變形綱狀態(tài)卷所需海的獨(dú)例立幾磨何參澇數(shù)的棋數(shù)目員，稱(chēng)盜為穩(wěn)協(xié)定自瘦由度駝。P1個(gè)自竹由度PP2個(gè)自遇由度無(wú)限肺自由氣度11.2用靜力法求臨界荷載PlABk1、靜惰力法狂：要點(diǎn)顛是利池用臨偷界狀凳態(tài)平遭衡形保式的二重絨性，呢在原挑始平灶衡路縫徑之生外尋找新市的平制衡瘦路徑景，確糖定分礦支點(diǎn)孔，由此毀求臨仁界荷有載。lθ=0，原始域平衡θ≠0，新平贊衡形四式特征欲方程申（穩(wěn)希定方境程）臨界諸荷載MA=kθPAB轉(zhuǎn)動(dòng)剛度系數(shù)kB′λθEI=∞用靜咸力法滅分析漂具有n個(gè)自度由度仰的體坐系時(shí)鋼，可援對(duì)新副的變啦形狀樹(shù)態(tài)建蘋(píng)立n個(gè)平旬衡方略程，轟它們?cè)撌顷P(guān)值于n個(gè)獨(dú)杜立位追移參粘數(shù)的蜻齊次禍線(xiàn)性艱方程丑，因卵失穩(wěn)數(shù)時(shí)n個(gè)位擴(kuò)移參發(fā)數(shù)不秋全為川零，期則方致程的騾系數(shù)談行列遵式D等于原零，掃得到未穩(wěn)定逢方程辦：D=企0它有n個(gè)實(shí)拌根（口特征慨值）雜，其裝中最醉小著嗚即為換臨界強(qiáng)荷載飾。例：銹圖示銳體系溝中AB、BC、CD各桿拐為剛水性桿中。求暮其臨預(yù)界荷仆載。lllPkkABCDPkky1y2λR1=ky1R2=ky2YA=Py1/lYD=Py2/l解：1）靜嬸力法設(shè)變丈形狀釣態(tài)求支段座反狼力列變婦形狀鉆態(tài)床的平怕衡方侵程（a）如果陸系數(shù)義行列嶼式≠0y1，y2為零腫，對(duì)污應(yīng)原始閥平衡想形式釘。如果喇系數(shù)貪行列創(chuàng)式=0y1，y2不為繭零，偽對(duì)應(yīng)新的狀平衡泊形式壘。ABCD1-1例圖中寧所示稍結(jié)構(gòu)計(jì)由兩訴根剛撥性桿臥組成牧，兩薦個(gè)彈嬸性支吳座的蝕剛度抖系數(shù)虛分別共為k1=k，k2=0什.5k。試駛用靜降力法挽求臨寇界荷錄載。2個(gè)自禮由度考慮鎮(zhèn)桿件AB和BC對(duì)結(jié)余點(diǎn)B的力宋矩F2Pc五r-2klFPc慶r+0僑.5k2l2=0或特征遲方程穩(wěn)定徐方程最小揚(yáng)的為執(zhí)實(shí)際責(zé)臨界蓄荷載靜力竭法的晚解題沾思路:先對(duì)燈變形踩狀態(tài)蠢建立鏡平衡計(jì)方程輔，然疼后根疾據(jù)平衡形杜式的遙二重喊性建曉立特虛征方明程，撫再由薦特征叨方程悲求出衡臨界距荷載練。不同毯的是寒，平仁衡方濁程是代數(shù)浙方程婚（有辭限自扁由度櫻體系界）微分興方程榮（無(wú)康限自鄰由度形體系拜）xRxylPEI彈性惜壓桿蜘的穩(wěn)志定——靜力狀法1、等熄截面藝壓桿23p2pa

ly4.493先由歉圖解襖法求嘉出近內(nèi)似解武：αl=4祥.5再由他試算功法求呆更準(zhǔn)絲式確的壺值：22)7.0(lEIp=219.20lEI=22)493.4(lEI=22)(lEIla=2EIPcra=剛性慣支承存上等殿截面挑直桿返的穩(wěn)狗定EIμ=1μ=0辛.7μ=2μ=0嚴(yán).5μ=1材力拒已導(dǎo)戴出幾渡種簡(jiǎn)寺單支饑承情只況下偷的軸飄壓桿求的臨評(píng)界荷預(yù)載：長(zhǎng)度怨系數(shù)μ=集2、1、0.痛7、0.稱(chēng)5約束距加強(qiáng)求，臨翼界荷根載提傘高。ll/2單根概壓桿第可以賭看成才是某廈些實(shí)責(zé)際結(jié)悼構(gòu)中鍬抽象吉出來(lái)堡的力難學(xué)模期型。例試求莫圖示改排架喘的臨撫界荷省載和拿柱子AB的計(jì)吼算長(zhǎng)稍度。

PI1I2=nI1BADCEA=∞A

PBk解：CD桿的幼作用鬼用彈鎮(zhèn)簧來(lái)芹代替xyB

Px

yΔR=kΔ1）I2=0，k=慎0相當(dāng)紫于懸卷臂柱踩，計(jì)替算長(zhǎng)趣度為l0=2跪l2）I2=∞，k=勻∞相當(dāng)關(guān)于上央端鉸戰(zhàn)支、男下端鍛固定湊柱，計(jì)算房誠(chéng)長(zhǎng)度跳為l0=0襪.7l22)7.0(lEIp=219.20lEIPcr=3）當(dāng)0<k<如∞當(dāng)I2=I1π/叨2<陶αl科<4.劇49酒3試算刻法求碰解:計(jì)算無(wú)長(zhǎng)度劉為l0=1撕.4捏26lFPlFPk三類(lèi)謊彈簧凳支座厲的彈抵性壓揪桿的件穩(wěn)定李方程FPl轉(zhuǎn)動(dòng)朗彈簧對(duì)于顫剛架隔結(jié)構(gòu)貴，當(dāng)徐結(jié)構(gòu)跑中僅有風(fēng)某一掃根桿邊件承靈受外盞部軸恨壓荷置載時(shí)，可洽簡(jiǎn)化借為帶璃彈簧巧的彈歇性壓李桿計(jì)靜算：FPlFP簡(jiǎn)化1FPllFP簡(jiǎn)化

反映其它桿件對(duì)受荷載桿件失穩(wěn)彎曲的約束情況FPlFPk簡(jiǎn)化PBAPAB注意債：對(duì)于富某些酒結(jié)構(gòu)粥的穩(wěn)皮定問(wèn)瘦題（挽如局篩部失豎穩(wěn)）旗?？晒⑵浯嘀袎簵U攤?cè)〕鼍W(wǎng)，以降彈性譯支座淚代替狗其它櫻部分偏對(duì)它顫的作扔用，附同時(shí)并華由其豎余部告分求插出彈列性支便承的賺剛度敵系數(shù)尚，然尺后就絞可按單鴉根壓論桿進(jìn)焦行計(jì)早算。PPEIEI1EI1lPEIEI1l/2PEI1P或：反對(duì)心稱(chēng)失穩(wěn)雜時(shí)PPEIEI1EI1l或：正對(duì)帖稱(chēng)失穩(wěn)柏時(shí)PEIEI1l/2PEI1P11.3用能量法求臨界荷載臨界屑狀態(tài)然的能遮量特禿征是體系花的勢(shì)肢能為暫駐值若以U表示掉體系園的新鐮狀態(tài)村相對(duì)圍于原淹平衡汽狀態(tài)瞇的應(yīng)變肯能，以W表示統(tǒng)荷載尿在體徑系從嚴(yán)原有甚狀態(tài)怠轉(zhuǎn)到加新?tīng)詈討B(tài)的委過(guò)程庫(kù)中所作養(yǎng)的功，則-W就是荷載胳的勢(shì)宮能，因攻此結(jié)構(gòu)讓的總晝勢(shì)能凳為：Π=U-W勢(shì)能賺的駐弦值條誓件可妖以表妻達(dá)為拜：δΠ=0N個(gè)自千由度斷體系答的變賭形曲盒線(xiàn)應(yīng)戰(zhàn)為N個(gè)參懲數(shù)(yi)的函鞭數(shù)，恢因此而體系似總勢(shì)之能也浪應(yīng)為N個(gè)參猶數(shù)的繪函數(shù):其展?jié)q開(kāi)式語(yǔ)是yi的線(xiàn)械性方掃程組(方程迷系數(shù)泥中含F(xiàn)P)，由伯系數(shù)澇矩陣次行列齒式不狀為零當(dāng)，可旱列出序特征鑰方程跟，求疑出P的n個(gè)根舞，臨株界荷憲載則櫻為最炊小的羊根。11.3用能量法求臨界荷載有限旗自由庸度的攻結(jié)構(gòu)饑可用詳若干茂彈簧亭和剛嗓性桿窮件組利成的聚體系孟來(lái)表悟示。結(jié)構(gòu)攝幾何輔形態(tài)篇的變堪化是臭通過(guò)揮剛性史桿的主移動(dòng)甲、轉(zhuǎn)頂動(dòng)和期彈簧釣的變磁形來(lái)如實(shí)現(xiàn)庭的。桿的染轉(zhuǎn)動(dòng)攪引起桿在背原始眼軸線(xiàn)雁上的相投影仆長(zhǎng)度戀的變暖化從而笛使荷猴載作蔬功；彈簧夕的變筐形引攝起應(yīng)原變能嗽的改研變。荷載糊所做飲的功虜為：小撓貍度理毀論11悟.3犯.1用能唇量法泰求有白限自秘由度峽體系駁的臨絨界荷膛載11.3用能量法求臨界荷載11寨.3詠.1用能詞量法昏求有豪限自鼓由度疾體系知的臨府界荷晴載彈簧穿的應(yīng)增變能旗為：荷載蜘的勢(shì)暑能為葡：結(jié)構(gòu)位的總吳勢(shì)能怒為勢(shì)能朝駐值與靜悄力法蜻結(jié)果慚一致彈性熄體系貫的平緒衡方行程

勢(shì)能寺駐值隨原理（對(duì)零于彈爬性體言系，唱在說(shuō)一切綢微小躁的可勵(lì)能位艇移中包，同酷時(shí)又延滿(mǎn)足恐平衡野條件植的位奔移（挑真實(shí)冶位移者）使混結(jié)構(gòu)闖的勢(shì)砌能Π為駐暖值，油即：δΠ健=0潤(rùn),犁Π遞=應(yīng)變應(yīng)能U+外力豎勢(shì)能UPMA=kθ22ql=2sin22ql=)cos1(qll-=MA=k員θ彈簧遠(yuǎn)應(yīng)變笛能荷載生勢(shì)能:應(yīng)用杠勢(shì)能侵駐值霧條件:位移威有非軍零解紋則:勢(shì)能健駐值您原理壓是彈對(duì)性體吵系處炎于平梳衡的錯(cuò)充要霧條件.但是肌平衡健狀態(tài)牲有穩(wěn)掉定的倉(cāng)、不則穩(wěn)定絲式的和刷中性皂的三衛(wèi)種，要判翁斷平博衡屬討于哪儲(chǔ)一種老，就零必須振討論含總勢(shì)丟能與睛荷載之間址的關(guān)執(zhí)系。PlABkB′λθEI=∞總勢(shì)巷能是雕位移θ的二盞次函湊數(shù)，1）P<乎k/溝l，當(dāng)θ≠0，Π恒大梳于零佛（Π為正曉定）(即U>圣UP表示洲體系誘具有鳴足夠劫的應(yīng)貸變能旁克服半荷載痛勢(shì)能座，壓蛛桿恢璃復(fù)到捕原有腎平衡碎位置)當(dāng)θ=武0，Π為極敘小值0。對(duì)于襖穩(wěn)定儉平衡懲狀態(tài)幼，真望實(shí)的辦位移泉使Π為極秘小值2）P>秤k/應(yīng)l，當(dāng)θ≠0，Π恒小亡于零俗（Π為負(fù)緞定）(即U<守UP表示跟體系錫缺少仍足夠怒的應(yīng)煤變能凝克服語(yǔ)荷載臣勢(shì)能頌，壓節(jié)桿不斯能恢臭復(fù)到叢原有否位置)。當(dāng)θ=毅0，Π為極育大值0。原貿(mào)始的當(dāng)平衡倉(cāng)狀態(tài)嗚是不協(xié)穩(wěn)定巴的。3）P=加k/自l，當(dāng)θ為任凳意值寸時(shí)，Π恒等谷于零(即U=樹(shù)UP)。體系雨處于中暫性平拐衡（曾臨界涂狀態(tài)意）這注是的逝荷載趙稱(chēng)為壯臨界霧荷載Pcr=k冷/l。θΠP<PcrθΠP>PcrθΠP=Pcr結(jié)論嗚：1）當(dāng)句體系溉處于艇穩(wěn)定摘平衡律狀態(tài)到時(shí)，毛其總天勢(shì)能探必為非最小豎。2）臨響界狀孫態(tài)的暈?zāi)芰繛E特征說(shuō)是：它勢(shì)能與為駐輔值，換且位章移有錢(qián)非零震解。蠻或表述為闊：在因荷載進(jìn)達(dá)到說(shuō)臨界幻玉值前心后，跑總勢(shì)悄能由羅正定首過(guò)渡惡到非指正定夸。3）當(dāng)津體系貌處于胡中性裕平衡P=Pc替r時(shí)，如依勒原始盤(pán)平衡疤位置黑作為計(jì)參考僵狀態(tài)，目必有你總勢(shì)斥能=0。對(duì)于旋多自丟由度抽體系渣，結(jié)胃論仍膠然成派立。PPllABCk例2：用葬兩種爪方法杏求圖怨示體準(zhǔn)系的但臨界句荷載續(xù)。并瘋繪其糟失穩(wěn)偉曲線(xiàn)蛇。1、靜朽力法：兩個(gè)表自由長(zhǎng)度，霸取θ1θ2為位蛙移參褲數(shù)，卻設(shè)失素穩(wěn)曲線(xiàn)如獸圖。分析龍受力堂列平勻衡方麻程：2qk()21qq-kBC減:AC跑:由位畜移參墳數(shù)不我全為嘩零得舉穩(wěn)定哀方程畏并求堡解：求失務(wù)穩(wěn)曲掌線(xiàn)：實(shí)際失穩(wěn)曲線(xiàn)只是理論上存在的失穩(wěn)曲線(xiàn)2、能芹量法縣：外力蟲(chóng)勢(shì)能買(mǎi)：PPllABCk2qk()21qq-kλ應(yīng)變敵能：總勢(shì)酷能：根據(jù)社勢(shì)能處駐值樓條件視：由位勇移參素?cái)?shù)不確全為識(shí)零得京穩(wěn)定險(xiǎn)方程施：以下肝計(jì)算金同靜綢力法沒(méi)。例3：用著靜力苦法求惜圖示體殊系的左臨界注荷載吵。兩個(gè)搏自由胸度，種取θ1θ2為位切移參簽數(shù)，遮設(shè)失霸穩(wěn)曲線(xiàn)如殼圖。分析純受力柔列平敢衡方繳程：BC棟:AC都:由位航移參閘數(shù)不區(qū)全為減零得謝穩(wěn)定昆方程預(yù)：lllEI2EIEI=∞EI=∞ABCPBABCPP例3：用你能量閥法求傅圖示識(shí)體系的杠臨界座荷載全。兩個(gè)汽自由偉度，禽取θ1θ2為位跡移參肆數(shù)，鈔設(shè)失般穩(wěn)曲線(xiàn)如拔圖。求變拍形能懂和外釣力勢(shì)蠅能：lllEI2EIEI=∞EI=∞ABCPBABCPP當(dāng)桿誘件上嶺無(wú)外始荷載追作用猛時(shí)，閉桿端距力的夏功=變形許能。11.3用能量法求臨界荷載11稀.3穗.2用能明量法聲求無(wú)以限自田由度鄰體系冊(cè)的臨鉗界荷鹽載將位眠移函求數(shù)表碑示為負(fù)有限回個(gè)已幫知函蓄數(shù)的有線(xiàn)性霸組合棵，將無(wú)限壯自由錯(cuò)度體犧系化研為有腰限自鄉(xiāng)豐由度筋體系。φi(x)（i=1疤,2瞞,…，n）為形狀暈函數(shù)：滿(mǎn)足襪位移飽邊界潔條件(幾何正邊界夠條件)的已曾知函鐮數(shù)；ci（i=1駝,2話(huà),…，n）為腳一組相互廁獨(dú)立嫩的參般數(shù)1）應(yīng)餐變能只考搜慮彎阻曲應(yīng)鑼變能11徒.3夸.2用能誤量法瓦求無(wú)趙限自防由度予體系旅的臨陣界荷迫載11.3用能量法求臨界荷載荷載滋的勢(shì)掠能為對(duì)：2）荷碰載的孝勢(shì)能11蟲(chóng).3聲.2用能樣量法錢(qián)求無(wú)濫限自窯由度叛體系濱的臨訓(xùn)界荷逐載11.3用能量法求臨界荷載3）總餃勢(shì)能勢(shì)能母駐值以上勵(lì)方法蒜稱(chēng)為萄瑞利-里茲繁法。如果n個(gè)φi(x)的線(xiàn)縣性組絲式合能壞給出造與最短小臨澆界荷拳載相竹應(yīng)的拾的位緩移函活數(shù)，材則瑞懲利-里茲代法可詞得出黑最小糖臨界收荷載型的準(zhǔn)壘確值該。在窄一般洲情況歷下，辱所選雕擇的都形狀革函數(shù)脂無(wú)論雹怎樣草組合暫也得搭不出售與最死小臨端界荷雖載相蒜應(yīng)的葡的位狂移函閘數(shù)，莊這就視相當(dāng)文于給結(jié)梨構(gòu)引脫進(jìn)了旅附加倍約束，使遙它不稼可能賭發(fā)生有這樣負(fù)的位拘移，警這時(shí)響用瑞利-里茲統(tǒng)法只豈能得到出最前小臨約界荷味載的奶上限石。11命.3攝.2用能錫量法測(cè)求無(wú)菌限自蠟由度照體系泄的臨躬界荷樂(lè)載11.3用能量法求臨界荷載例11侵-3試用違能量翅法求推圖11志.1斑5所示煉壓桿發(fā)的最火小臨慎界荷抗載。形函超數(shù)滿(mǎn)高足的怒位移鑒邊界興條件券：(y)x=0=0；(y')x=0=0拋物灣線(xiàn)設(shè)失扶穩(wěn)時(shí)貪的位箏移函慕數(shù)為工：y=c1x2=φi(x)勢(shì)能映駐值c1≠0FPc掃r=3EI/l211紅.3躁.2用能醒量法爭(zhēng)求無(wú)命限自蝴由度只體系街的臨嘉界荷膛載11.3用能量法求臨界荷載例11狹-3試用嗚能量?jī)€法求計(jì)圖11熱.1慶5所示悠壓桿窯的最獎(jiǎng)小臨張界荷唱載。橫向聰荷載析下的芒變形啄曲線(xiàn)設(shè)失避穩(wěn)時(shí)窯的位顆移函枯數(shù)為宮：y=c1x2（3l-x）桿在晶自由狗端受汽橫向欣集中筆力作花用的連變形腳曲線(xiàn)勢(shì)能資駐值c1≠0FPc毒r=2鼻.5EI/l211漆.3籠.2用能煎量法陣求無(wú)或限自說(shuō)由度誦體系桌的臨答界荷藝載11.3用能量法求臨界荷載例11漏-3試用絨能量斗法求櫻圖11將.1稼5所示殺壓桿懇的最膽小臨饞界荷山載。三角遙函數(shù)廁曲線(xiàn)勢(shì)能幣駐值c1≠0最小坊臨界服荷載引的準(zhǔn)倡確值三角煮函數(shù)屆是真哀實(shí)失兇穩(wěn)形獻(xiàn)式，因裳而能碗夠得寸到準(zhǔn)確動(dòng)解；橫向晶荷載蛾下的水變形忠曲線(xiàn)領(lǐng)與真刑實(shí)的滑失穩(wěn)圍