Wyboczenie

Wiotkie elementy ściskane mogą ulegać wyboczeniu. Wyboczenie polega na ugięciu elementu podczas jego osiowego ściskania. Tak więc w przypadku ściskania wiotkiego elementu należy sprawdzić, czy nie ulegnie on wyboczeniu.Sprawdzenie to polega w pierwszej kolejności na określeniu jego smukłości:

gdzie:
S – smukłość elementu [–],
l – długość elementu [m],
m – współczynnik zależny od rodzaju mocowania elementu (patrz rysunek),
i_min ­– najmniejszy promień bezwładności przekroju poprzecznego elementu [m].

gdzie:
Imin – najmniejszy główny centralny moment bezwładności przekroju elementu [m⁴],
A – pole przekroju poprzecznego elementu [m²]
np. dla przekroju okrągłego:

gdzie:
d – średnica przekroju [m].

W praktyce inżynierskiej dla materiałów metalowych przyjmuje się zazwyczaj, że jeżeli:
S<40 – elementu nie trzeba sprawdzać z warunku na wyboczenie,
40<S<S_kr ­– element może ulec wyboczeniu niesprężystemu,
S≤S_kr – element może ulec wyboczeniu sprężystemu.
gdzie S_kr to smukłość krytyczna określona dla większości materiałów ze wzoru:

gdzie:
E – moduł Younga dla materiału [MPa],
R_H – granica stosowalności prawa Hooke’a dla materiału [MPa].

Ponieważ granica R_H nie jest często podawana w specyfikacjach materiałów z tego powodu zazwyczaj dla wyrobów stalowych przyjmuje się wartość S_kr=95¸105. W przypadku wyboczenia niesprężystego naprężenia krytyczne obliczane są z zależności empirycznych:

Najczęściej stosowany wzór Tetmajera-Jasińskiego:

gdzie:

Re – granica plastyczności dla materiału [MPa].

Rzadziej stosowany wzór Johnsona-Ostenfelda:

gdzie:

W przypadku wyboczenia sprężystego zastosowanie ma zależność Eulera:

W każdym z wymienionych przypadków aby element nie uległ wyboczeniu powinien być spełniony warunek:

gdzie:

F – siła osiowa [N],
A – pole przekroju poprzecznego elementu [m²],
x_w – współczynnik bezpieczeństwa na wyboczenie ustalany zazwyczaj w przedziale 1,5¸2,5.