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实验报告

1、理论计算

浙江大学材料力学实验报告

(实验项目：压杆稳定)

一、实验目的：1、观察压杆的失稳现象；

2、测定两端铰支压杆的临界压力；

3、观察改变支座约束对压杆临界压力的影响。

二、设备及装置：

1.带有力传感和显示器的简易加载装置或万能电子试验机；

2.数字应变仪；

3.大量程百分表及支架；

4.游标卡尺及卷尺；

5.试样，压杆试样为由弹簧钢制成的细长杆，截面为矩形，两端加工成带有小圆弧

的刀刃。在试样中点的左右两端各贴仪枚应变片。

6.支座，支座为浅V性压杆变形时两端可绕Z轴转动，故可作为铰支架。

三、实验原理和方法：

1、理论计算：理想压杆，当压力P小于

临界压力P。时，压杆的直线平衡是稳定的。

这时压力P与中点挠度δ的关系相当于右图

中的直线OA。当压力到达临界压力P。时，压

杆的直线平衡变为不稳定，它可能转为曲线平

衡。按照小挠度理论，P与8的关系相当于图

中水平线AB。两端铰支细长杆的临界压力由

欧拉公式计算

其中I为横截面

对z轴的惯性矩。

2、实测时：实际压杆难免有初弯曲，材料不均匀和压力偏心等缺陷，由于这些缺陷，在P

远小于P。时，压杆已经出现弯曲。开始，8很不明显，且增长缓慢，如图中的OCD段。随着P

逐步接近P,8将急剧增大。只有弹性很好的细长杆才可以承受大挠度，压力才可能略微超过

P,实测时，在压杆两侧各贴一应变片，测定P-e曲线，对前后应变ε取增量Ae,当△e大

于上一个的Ag的2倍时即认为此时的压力为临界压力。

3、加载分两个阶段，在理论值P的70%~80%之前，可采取大等级加载，载荷超过P。的

80%以后，载荷增量应取得小些。在整个实验过程中，加载要保持均匀、平稳、缓慢。

四、实验结果

实验报告

参数记录：b=30.00mm,h=3.50mm,k=2.13,

,则由欧拉公式得

L=525mm,E=210GPa

2、实测临界压力：

实验数据记录如下：

加载(压力)/N

-100

应变仪读数/μs

应变增量/μ?

-200

4

11

5

-300

20

9

-400

34

14

-420

38

4

-440

41

3

-460

45

4

-480

50

5

-500

56

6

-520

62

6

-540

70

8

-560

79

9

-580

89

10

-600

101

12

-620

115

14

-640

132

17

-660

154

22

-680

182

28

-700

222

40

-720

274

52

-740

338

64

-760

420

82

-780

510

90

-800

702

192

压力-800N时，应变增量192,超过了-780N时的应变增量90的2倍，可得临界压力为

-800N。

与理论值的误差为

3、将实验数据通过软件处理得P-g图，也可见临界压力接近800N

实验报告

a

五、思考题

2、两端V形支座的底线不在压杆的同一纵向对称平面内，则有一扭矩产生，会使得压杆更

容易失稳，故实测临界压力降低。

4、有可能是V形支座的底线不在压杆的同一纵向对称平面内，也有可能是材料的不均匀程

度较大，压力偏心现象严重，导致临界压力实测值远低于理论值。