压杆两端不同约束条件下的受压稳定性分析
1. 核心控制与数据面板:
全局参数调节:支持通过滑动条实时改变压杆的物理几何尺寸,包括杆长 l、直径 d 和工程安全系数 n_st。
材料属性设定:固定为工业常用的 Q275 钢(定义了弹性模量 E、屈服极限 sigma_s 和比例极限 sigma_p)。
2. 四种约束对比网格:
界面水平并排展示了工程中经典的四种不同边界条件的压杆卡片:
两端铰支(长度因数 mu = 1.0)
一端固定,一端自由(长度因数 mu = 2.0)
两端固定(长度因数 mu = 0.5)
一端固定,一端铰支(长度因数 mu = 0.7)
每张卡片包含一个独立的压力滑块 F,以及动态刷新的力学数据(柔度 lambda、临界力 Fcr、许用压力 [F])。
3. Canvas 动态视觉反馈:
根据施加的压力 F 与压杆计算状态,Canvas 画布会实时模拟物理形变和警告:
绿色(安全状态):当 F 小于等于 [F] 时,压杆呈平直的绿色。
黄色(警告状态):当 [F] < F < Fcr 时,压杆变黄,提示安全系数不足。
红色(失效状态):当 F 大于等于 Fcr 时,压杆变红,并根据柔度分化出两种力学破坏机理:
屈曲失稳(中长杆/细长杆):压杆严格按照各自约束的一阶屈曲模态函数曲线向右弯曲,超载越严重弯曲幅度越大,并在左上角提示“✖ 严重屈曲失稳”。
强度屈服(短粗杆):压杆保持笔直但整体线条被“镦粗压扁”加粗,并在左上角提示“✖ 强度屈服失效”。