Fenomenul de flambaj longitudinal

Există situaţii în care, datorită formei sale prea zvelte sau a grosimii prea mici a secţiunilor transversale, un corp solicitat într-un mod oarecare poate să cedeze, însă nu din cauza depăşirii limitelor sale de rezistenţă, ci datorită pierderii stabilităţii elastice.

Prin urmare, în asemenea cazuri nu este vorba despre cedarea sub o solicitare propriu-zisă, ci despre un fenomen aparte, numit flambaj, care are consecinţe catastrofale şi trebuie evitat.

În particular, flambajul longitudinal este caracteristic barelor lungi şi subţiri, solicitate la compresiune şi care se distrug, practic, printr-o defor-maţie de încovoiere care depăşeşte limitele echilibrului elastic stabil.

Fenomenul este periculos deoarece este ireversibil şi nu este, deocamdată, pe deplin stăpânit prin mijloace de calcul. Ceea ce se poate stabili este doar nivelul solicitării critice (F_cr), până la atingerea căreia se ştie că fenomenul de flambaj nu se produce.

Tensiunea normală care corespunde sarcinii critice a unei bare reprezintă, pentru bara respectivă, tensiunea critică de flambaj (s_cr). Este interesant de semnalat că această tensiune se poate afla sub limita de proporţionalitate (sau de elasticitate) a materialului, caz în care se vorbeşte despre flambajul elastic al barei respective, dar poate fi situată şi deasupra acestei limite – adică flambajul este elasto-plastic.

Problema flambajului elastic al barelor drepte a fost rezolvată, în privinţa calculelor, încă din secolul al XVIII-lea, de către savantul elveţian Leonard Euler. În schimb, pentru flambajul elasto-plastic, deşi s-au stabilit diferite soluţii teoretice, acestea au un caracter predominant empiric, fiind rezultate din cercetări experimentale.

Ideea fundamentală în calculele de flambaj este aceea că solicitarea reală (F_ef) trebuie să se afle la o anumită distanţă (de siguranţă) faţă de sarcina critică (F_cr) a barei analizate. Respectarea acestei condiţii se asigură prin stabilirea unei valori minime impuse a raportului dintre cele două mărimi, sub forma unui coeficient de siguranţă la flambaj (c). Această mărime poate fi definită atât în legătură cu forţele F, cât şi cu tensiunile normale, astfel:

                                      (9.1)

Coeficientul de siguranţă la flambaj este întotdeauna un număr supraunitar, cu atât mai mare cu cât piesa care se analizează este mai importantă la locul de utilizare sau în ansamblul din care face parte.

Pentru corpurile de tip bară care se întâlnesc în construcţiile de maşini, se consideră că valorile uzuale ale acestui coeficient sunt cuprinse în intervalul [4¸28].