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材料力学－实验四(自选实验) 压杆稳定实验 （2016春季学期） 姓名： 谢发科 学号： 1406950131 专业： 土木工程 时间： 2016春季学期 地点： 力学实验中心 兰州理工大学力学实验中心 2016.6. 压杆稳定实验 构件由于失稳而破坏往往是突然发生的并产生灾难性的后果，因此对压杆的稳定性应有足够的认识。横截面和材料都相同而长度不同的受压杆件，它们抵抗外力的能力性质会完全不同。短粗的压杆是强度问题，而细长压杆则是稳定问题。细长压杆的承载能力远低于短粗压杆。 （一）实验目的 1.学习用实验方法测定临界压力。 2.观察不同约束情况下的失稳现象。 3.将实测的临界压力与理论结果进行比较。 （二）实验设备 压杆稳定实验器 （三）理论参考 如果压杆的轴线是理想直线，压力作用线与轴线重合，材料是均匀的。通过理论分析可以得到细长杆（λ≥λ1）的临界压力Pcr为： Pcr= 若以横坐标表示中点的挠度δ,纵坐标表示P (图7-2),则当P小于Pcr时，杆的直线平衡是稳定的，δ=0，P与δ的关系为垂直的直线OA;当P达到Pcr时，直线平衡变为不稳定的。过渡为曲线平衡后，P与δ的关系为水平直线AB。实际上压杆难免有初弯曲，压力偏心，材料不均匀等情况，实际P-δ曲线如OF。受力开始时即出现挠度δ,随着载荷的增加,挠度δ开始时增加较慢，载荷越接近临界压力Pcr，δ增加得越快。实际曲线的水平渐近线即代表压杆的临界载荷。 为保证试件失稳后不会由于弯曲过度而发生塑性变形，实验前应根据欧拉公式估算实验的最大许可载荷Pmax。并根据下式计算弹性范围允许的最大中点挠度δmax σmax=+≤σp （四）结构与功能 实验台的结构如图1所示，弹性压杆试件如图2所示。图中已标出供确定压杆计算长度用的有关参考尺寸。 图 1 实验台结构简图 图 2 试件的有关尺寸 实验台配备的支座有：下铰支座2副；中间支撑卡1副；平错压头及滚珠盘1副；上铰支座（滚珠盘）1个。木质仪器箱一个。供学生实验选择的支座安装方式图3所示。由图3可知，上、中、下三类支座的组合方式种类很多，可供选择的实验项目，除几种典型的约束条件（μ＝0.5、0.7、1.0、2.0）之外，还可做各种弹性支承条件下的压杆承载力测定实验，学生选择的余地很大，也便于教师因材施教。 图 3 可供选择的支撑方式及编号表1 几种典型的支撑情况压杆长度系数 支承情况 两端铰支 一端固定，一端铰支 两端固定 一端固定，一端自由 μ值 1.0 0.7 0.5 2 挠 曲 线 形 状 主要功能： 基本实验项目 1、两端铰支； 2、一端固定，一端铰支； 3、两端固定； 4、、一端铰支，一端自由； 可增选实验项目 1 两端铰支，中间约束； 2、一端铰支，一端可侧滑； 3、一端固定，一端可侧滑； 4、一端固定，一端自由； 5、一端弹性支撑，一端铰支； 6、一端弹性支撑，一端固定； 7、一端弹性支撑，一端自由 8、一端弹性支撑，一端可侧滑。 主要技术数据 最大载荷：2kN 测力传感器示值误差：≤±2％ 轴向位移测量误差：≤±0.02mm 试件材料弹性模量：E＝206GPa 试件初弯曲率（δ/l）：≤1/10000 3操作说明 实验方案选定之后，按图4仔细安装、调整支座，并检查是否符合设定状态。调整底板调平螺丝，使台体平稳。 图 4 实验安装简图4 ②实验图形 压杆有初始变形弯曲。 压杆材料不均匀。 存在偏心加载的情况。 材料力学实验四 9 B A O δ P F pcr 加载手轮 刻度盘 压力传感器 平错压头及滚珠盘 压杆试件 支柱 背板 下铰支座