欧拉柱屈曲计算器 | BeamMetric

计算结构柱的临界屈曲荷载和长细比。

欧拉失稳计算器使用指南

输入柱长度、弹性模量 E、截面惯性矩 I、截面积 A 和端部条件。计算器求解欧拉公式 Pcr = π²EI / (KL)²,其中 K 是由柱端约束决定的计算长度系数。

四种端部条件使用经典 K 系数:两端铰接=1.0、固定-铰接=0.7、两端固定=0.5、固定-自由=2.0。由于容量与 1/(KL)² 成比例,固定两端可使铰接柱承载力提高四倍。

结果还报告计算长度 Le = K × L、回转半径 r = √(I/A)、长细比 Le/r 和临界应力 π²E/(Le/r)²。欧拉理论假设弹性行为,因此只有当临界应力低于材料屈服强度时预测才有效。

FAQ

计算长度系数 K 是什么?

K 将柱长度重新缩放为其屈曲形状挠点之间的距离:两端铰=1.0,固定-铰=0.7,两端固定=0.5,固定-自由=2.0。由于容量随 1/(KL)² 变化,仅端部约束就可使容量相差 16 倍。

长细比是什么?

计算长度除以回转半径:λ = KL / √(I/A)。它将几何形状和约束压缩为一个数字;临界应力 π²E/λ² 随细长度的平方下降,因此两倍细长的柱在四分之一应力下屈曲。

欧拉公式何时不再适用?

当计算临界应力达到屈服强度时,柱在弹性屈曲之前因压溃或非弹性屈曲而失效。将报告的临界应力与材料屈服强度(材料数据库中 A36 钢为 250 MPa)对比,确认弹性假设成立。

为什么固定-自由柱性能如此差?

K=2.0 时其计算长度是实际长度的两倍,容量随 1/(KL)² 缩放。悬臂柱因此在同样构件两端铰接时荷载的四分之一处屈曲——相当于两倍长的铰接柱。