壓桿穩(wěn)定試驗(yàn)

1、壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)1、復(fù)習(xí)材料力學(xué)有關(guān)壓桿穩(wěn)定理論內(nèi)容。2、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理和測量方法。1、觀察細(xì)長桿件在軸向壓力作用下的失穩(wěn)現(xiàn)象2、測量細(xì)長壓桿的臨界壓力，驗(yàn)證歐拉公式。1、實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示；2、渦流傳感器及適配器2套；3、計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)1套；4、整碼、直尺、扳手等器材。強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性是材料力學(xué)研究的三大問題。穩(wěn)定性主要研究細(xì)長桿件在承受軸向壓力時(shí)表現(xiàn)出的與強(qiáng)度問題迥然不同的破壞現(xiàn)象。根據(jù)材料力學(xué)理論，對(duì)于兩端受壓的理想壓桿，若壓力不超過一定值時(shí)，壓桿保持直線平衡，即使有微小的橫向干擾力使壓桿發(fā)生微 圖1壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置小彎曲變形，在干 擾力解除后，它仍將恢復(fù)直線平衡狀態(tài)，稱此時(shí)壓桿是穩(wěn)定的。但

2、當(dāng)壓力逐漸增加到某一極限 值時(shí)，再有微小橫向干擾力使細(xì)桿發(fā)生彎曲變形時(shí)，解除干擾力后，壓桿將繼續(xù)保持在微彎平衡狀態(tài)而不再回到原來的直線平衡狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。這個(gè)壓力的極限值稱為臨界壓力，用Pcr表小0根據(jù)歐拉公式，有2,EI ,Pcr2(,l) 式中：E是材料的彈性模量；I是壓桿截面的最小慣性矩；l是壓桿的長度；小 是與支承條件有關(guān)的長度系數(shù)，在兩端錢支時(shí)，=1。如果把壓桿所受壓力P和平衡時(shí)壓桿中點(diǎn)撓度 6的關(guān)系做成曲線，則如圖2所示。對(duì)于理想壓桿，在壓力小于臨界壓力P時(shí)，壓桿保持直線平衡，6 =0,對(duì)應(yīng)圖cr中直線OA當(dāng)壓力達(dá)到臨界壓力P時(shí)，壓桿的直線平cr衡變?yōu)椴环€(wěn)定，按照歐拉的小撓

3、度理論，P與6的關(guān)系6相當(dāng)于圖中的水平線AR實(shí)際壓桿難免存在初彎曲、材料不均勻以及壓力偏心等缺陷。由于這些缺陷，實(shí)驗(yàn)表明，在承受的軸向壓力P遠(yuǎn)小于P時(shí)，壓桿就已經(jīng)出現(xiàn)了彎曲。開始撓度 6 很小，且增長cr緩慢，如圖5.9中曲線OC所示。隨著P力逐漸接近P, 6將急劇增大。當(dāng) 6大到一定程cr。cr度時(shí)，將引起塑性變形，直到破壞。一般壓桿要在小撓度下工作，工作壓力小于P壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置簡圖如圖3所示。實(shí)驗(yàn)采用夕!形截面薄鋼桿 6作為壓桿試樣，兩端放在V形槽內(nèi)，相當(dāng)于兩端錢支。壓力 P通過加載杠桿4、固定整碼2和移動(dòng)整碼3加在壓桿的A端，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)整碼的重力和位置可以改變壓力P。用兩個(gè)渦流傳感器

4、5和7對(duì)稱地裝在試樣6中點(diǎn)E的兩邊，當(dāng)試樣6在軸向力P作用 下變彎時(shí)，用渦流傳感器和計(jì)算機(jī)測出中點(diǎn)E兩邊的位移。實(shí)驗(yàn)過程中一邊加力一邊注意監(jiān)測變形，如變形顯著增加時(shí)，意味著試樣有較大彎曲，這時(shí)所對(duì)應(yīng)的軸向力 P即為臨界力Po cr根據(jù)平衡條件，壓力P與作用在B、C點(diǎn)整碼重力Q Q及作用位置的關(guān)系為:BC一,QBDQCDBC ,PAD式中：Qb為整碼2的重力。圖示約束和截面情況下，壓桿的臨界壓力的理論值為223,EIEba ,Pcr22,（l）12l1、按要求將試樣和傳感器安裝在相應(yīng)的卡具中，測量并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)填入表1中。2、在未加力前，調(diào)整杠桿4兩端的平衡碇1、8,使試樣6的軸向力P為 零。3

5、、將渦流傳感器、適配器、計(jì)算機(jī)相連，使傳感器的觸頭對(duì)稱地安在試樣6中點(diǎn)E處，并盡量保持與試樣表面垂直。斷面尺寸（mm 斷面尺寸（mm 位置尺寸（mm 位置尺寸（mm 彈性模量（Pa） b= a= E= = BD= AD4、打開計(jì)算機(jī)進(jìn)入測試軟件，從實(shí)驗(yàn)類型中選擇“壓桿穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)”，按提示 輸入兩渦流傳感器的編號(hào)。5、按提示調(diào)整傳感器探頭與被測梁之間的間隙為0.1mm左右。6、先逐漸在杠桿4的B處加整碼，每加一個(gè)整碼（5N）后點(diǎn)擊“加荷”并輸 入載荷重量，然后再點(diǎn)擊“數(shù)采”，此時(shí)計(jì)算機(jī)便測出對(duì)應(yīng)的變形。列表記錄每次整碼 重量和變形值。當(dāng)變形增量明顯變大時(shí)加力改為小號(hào)整碼（2N、1N）,最后試樣出現(xiàn)較大變形 時(shí)加力停 止。1、根據(jù)實(shí)