压杆稳定试验

1、压杆稳定实验1、复习材料力学有关压杆稳定理论内容。2、预习实验原理和测量方法。1、观察细长杆件在轴向压力作用下的失稳现象2、测量细长压杆的临界压力，验证欧拉公式。1、实验装置如图1所示；2、涡流传感器及适配器2套；3、计算机测试系统1套；4、整码、直尺、扳手等器材。强度、刚度和稳定性是材料力学研究的三大问题。稳定性主要研究细长杆件在承受轴向压力时表现出的与强度问题迥然不同的破坏现象。根据材料力学理论，对于两端受压的理想压杆，若压力不超过一定值时，压杆保持直线平衡，即使有微小的横向干扰力使压杆发生微 图1压杆稳定实验装置小弯曲变形，在干 扰力解除后，它仍将恢复直线平衡状态，称此时压杆是稳定的。但

2、当压力逐渐增加到某一极限 值时，再有微小横向干扰力使细杆发生弯曲变形时，解除干扰力后，压杆将继续保持在微弯平衡状态而不再回到原来的直线平衡状态，这种现象称为失稳。这个压力的极限值称为临界压力，用Pcr表小0根据欧拉公式，有2,EI ,Pcr2(,l) 式中：E是材料的弹性模量；I是压杆截面的最小惯性矩；l是压杆的长度；小 是与支承条件有关的长度系数，在两端钱支时，=1。如果把压杆所受压力P和平衡时压杆中点挠度 6的关系做成曲线，则如图2所示。对于理想压杆，在压力小于临界压力P时，压杆保持直线平衡，6 =0,对应图cr中直线OA当压力达到临界压力P时，压杆的直线平cr衡变为不稳定，按照欧拉的小挠

3、度理论，P与6的关系6相当于图中的水平线AR实际压杆难免存在初弯曲、材料不均匀以及压力偏心等缺陷。由于这些缺陷，实验表明，在承受的轴向压力P远小于P时，压杆就已经出现了弯曲。开始挠度 6 很小，且增长cr缓慢，如图5.9中曲线OC所示。随着P力逐渐接近P, 6将急剧增大。当 6大到一定程cr。cr度时，将引起塑性变形，直到破坏。一般压杆要在小挠度下工作，工作压力小于P压杆稳定实验装置简图如图3所示。实验采用夕!形截面薄钢杆 6作为压杆试样，两端放在V形槽内，相当于两端钱支。压力 P通过加载杠杆4、固定整码2和移动整码3加在压杆的A端，通过调节两个整码的重力和位置可以改变压力P。用两个涡流传感器

4、5和7对称地装在试样6中点E的两边，当试样6在轴向力P作用 下变弯时，用涡流传感器和计算机测出中点E两边的位移。实验过程中一边加力一边注意监测变形，如变形显著增加时，意味着试样有较大弯曲，这时所对应的轴向力 P即为临界力Po cr根据平衡条件，压力P与作用在B、C点整码重力Q Q及作用位置的关系为:BC一,QBDQCDBC ,PAD式中：Qb为整码2的重力。图示约束和截面情况下，压杆的临界压力的理论值为223,EIEba ,Pcr22,（l）12l1、按要求将试样和传感器安装在相应的卡具中，测量并记录有关数据填入表1中。2、在未加力前，调整杠杆4两端的平衡碇1、8,使试样6的轴向力P为 零。3

5、、将涡流传感器、适配器、计算机相连，使传感器的触头对称地安在试样6中点E处，并尽量保持与试样表面垂直。断面尺寸（mm 断面尺寸（mm 位置尺寸（mm 位置尺寸（mm 弹性模量（Pa） b= a= E= = BD= AD4、打开计算机进入测试软件，从实验类型中选择“压杆稳定实验”，按提示 输入两涡流传感器的编号。5、按提示调整传感器探头与被测梁之间的间隙为0.1mm左右。6、先逐渐在杠杆4的B处加整码，每加一个整码（5N）后点击“加荷”并输 入载荷重量，然后再点击“数采”，此时计算机便测出对应的变形。列表记录每次整码 重量和变形值。当变形增量明显变大时加力改为小号整码（2N、1N）,最后试样出现较大变形 时加力停 止。1、根据实