压杆稳定试验

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1、开始时间：2010年6月1日结束时间：2010年6月15日压杆稳定实验1实验目的(1)．观察细长中心受压杆丧失稳定的现象。(2)．用电测实验方法测定各种支承条件下压杆的的临界压力Fcr，增强对压杆承载及失稳的感性认识。(3)．实测临界压力Fcr实与理论计算临界压力Fcr临进行比较，并计算其误差值。2设备和仪器(1)．万能试验机。(2)．计算机。(3)．游标卡尺。(4)．自动采集系统3实验原理及试件当细长杆受轴向压力转小时，杆的轴向变形较小，它与载荷是线弹性关系。即使给杆以微小的侧向干扰力使其稍微弯曲，解除干扰后，压杆最终将恢复其原形既直线形状，如图11－1a所示，这表明压杆平衡状态是

2、稳定的。9（a）（b）图11－1压杆的稳定(a)与失稳(b)现象图11－2应变片粘贴位置当轴向压力逐渐增大，超过某一值时，压杆受到微小的干扰力后弯曲，解除干扰后，压杆不能恢复直线形状，将继续弯曲，产生显著的弯曲变形，既丧失了原有的平衡状态，这表明压杆的平衡状态是不稳定的。使压杆直线形态的平衡状态开始由稳定转变为不稳定的轴向压力值，称为压杆的临界载荷，用Pcy实表示，如图11－1b所示。压杆丧失其直线形状的平衡而过度为曲线平衡，称为丧失稳定或简称失稳，由失稳造成的失效，失效并非强度不足，而是稳定性不够。试件：材料为不锈钢，E=195GPa，试件尺寸：支座形式宽度b（mm）厚度h（mm）

3、长度L（mm）长度系数两端固定21.920.941850.5一端固定一另一端铰支21.841.092110.7两端铰支21.860.942401一端固定另一端自由21.801.04149.52试验采用万能试验机对试件施压，压力的大小通过测力传感器经计算机负荷区显示，变形是将压杆中部所贴应变片接入计算机中进行数据处理，将变形结果显示出来。在计算机上观察试验曲线和测得各临界载荷N，输出的图形是负荷—9变形曲线。4实验步骤(1)．选定实验组合方式，根据需要任选1—2种组合方式进行实验，在实验台上装夹好试件及配件。压杆稳定有四种情况：（1）两端铰支。（2）一端固定另一端自由。（3）一端固定另

4、一端铰支。（4）两端固定。它们的临界载荷的一般表达方式为=式中为长度因素，支承不同值不同（=1、2、0.5、0.7）。(2)试件制备：试件由不锈钢制成，两端是带圆角的刀刃。量取试件的长、宽、厚尺寸。夹具开有V形槽，试件两端做成带有一定圆弧的尖端，将试件放在试验架支座的V形槽口中，当试件发生弯曲变形时，试件的两端能自由地绕V形槽口转动，因此可把试件视为两端铰支压杆。当一端固定一端自由的情况下，可以把不锈钢一端用夹具固定，另一端自由放置。在一端用夹具固定另一端放置在V型槽中时可视为一端固定一端铰支。同理两端固定即两端用夹具固定的试件。(3)．打开计算机，进入实验操作系统，点击试验操作，点

5、击位移控制，选用5次/s的速度，选用压向。(4)．点击开始即可缓慢加载试验，观察试验曲线，在实验过程中左上边显示压力载荷，右边显示压力与变形的试验曲线，既负荷-变形曲线。当图形缓慢上升至不再上升或在某一值附近波动时，说明压杆临界力出现，应立即点击停止加载，点击保存数据。(5)．进行试验分析，点击文件操作，选择打开曲线数据文件，调出存盘的文件，显示实验曲线，点击试验报告，输入相关信息，选择试验结果输出项，选择负荷-变形曲线类型，打印报告，将屏幕上曲线和数据传递到打印机打印出来。5实验结果处理(1)．根据测量的试样尺寸，计算压杆横载面的最小惯性矩I，计算各种支承下的临界压力载荷Pcr理论

6、值，以理论值为准，计算临界压力载荷实验值的相对误差，计算结果写入表格11－1。1、原始数据：E=195GPa，支座形式宽度b（mm）厚度h（mm）长度L（mm）长度系数两端固定21.920.941850.59一端固定一另一端铰支21.841.092110.7两端铰支21.860.942401一端固定另一端自由21.801.04149.52实验值：支座形式第一次试验值单位(Kg)第二次试验值单位(Kg)两端固定31.6031.80一端固定另一端铰支20.2020.23两端铰支5.095.08一端固定另一端自由4.54.5(1)两端固定时：==31.70Kg(2)一端固定一端铰支：==2

7、0.215Kg(3)两端铰支：==5.085Kg(4)一端固定一端自由：=4.5Kg2、数据处理:==(1)当两端固定时：==1.517mm4==34.1Kg(2)当一端固定另一端铰支：9==2.357mm4==20.8Kg(3)两端铰支：==1.513mm4==5.05Kg(4)一端固定另一端自由：==2.043mm4==4.4Kg表11－1支座形式长度（L）宽（b）厚（h）临界载荷(实验值）临界载荷(理论值)相对误差%两端固定18521.920.943