材料力学实验压杆稳定实验.ppt

平衡的三种状态：稳定平衡状态：体系受到微小干扰而稍微偏离其原有的平衡状态，当干扰消除后，它能够恢复原有的平衡状态。不稳定平衡状态：当干扰消除后，它不能够恢复到原有的平衡状态，且趋向于远离原有平衡状态。随遇平衡状态：当干扰消除后，不能恢复到原有平衡状态，但能在新的状态维持平衡。第5页,共27页，星期六，2024年，5月平衡的三种状态第6页,共27页，星期六，2024年，5月压杆的稳定平衡与不稳定平衡第7页,共27页，星期六，2024年，5月临界平衡状态：压杆处于稳定平衡与不稳定平衡之间的临界状态。两重性——既可在直线状态保持平衡，又可在微弯状态维持平衡。临界（压）力：压杆处于临界平衡状态时所受的轴向压力；或使压杆保持直线状态平衡的最大轴向压力；或使压杆失稳的最小轴向压力。第8页,共27页，星期六，2024年，5月一、实验目的1.通过各点应变变化，观察细长杆受压时的失稳特性；2.讨论不同杆端约束条件对临界力的影响；3.计算临界力，验证欧拉公式，并分析产生误差的原因。第9页,共27页，星期六，2024年，5月二、实验设备和仪器1.多功能力学实验台；2.多功能力学实验加载装置；3.静态电阻应变仪；4.矩形截面薄杆试件：弹性模量E=210GPa，自己测量试件的厚度，宽度和长度。第10页,共27页，星期六，2024年，5月三、实验原理对于轴向受压的理想细长杆件，按小变形理论，其临界载荷可以按照欧拉公式计算：应该注意，压杆的弯曲是在其弯曲刚度最小的平面内发生，因此欧拉公式中的I因为截面的最小形心主惯性矩，即第11页,共27页，星期六，2024年，5月实验测定临界载荷，可将两组电阻应变片沿加工好的细长杆杆长方向两侧粘贴好，并将杆置于三种不同的约束条件下（两端固定、两端铰支、一端固定一端铰支），使杆件轴向受压，测试各点应变。绘制应力——应变曲线，做应力——应变曲线的水平渐近线就得到临界载荷Fcr。试件贴片位置示意图描点法绘出的F-ε曲线第12页,共27页，星期六，2024年，5月四、压杆稳定实验装置的使用方法：

多功能力实验加载装置第13页,共27页，星期六，2024年，5月数字测力仪：

显示杆件所受压力，单位KN。

传感器：

拾取压杆所受的载荷。加载手轮：

顺时针转动，通过机械传动减速装置的带动，加力横梁向上移动，试件加载；

逆时针转动，加力横梁向下移动，试件卸载。多功能力学实验加载装置第14页,共27页，星期六，2024年，5月矩形截面薄杆试件不同杆端约束采用不同位置的应变片进行测试：

1.两端铰支、两端固定：

采用杆件中部的一对应变片进行测试；

2.一端固定一端铰支：

采用偏离杆件中部的一对应变片进行测试。第15页,共27页，星期六，2024年，5月TS3862型静态电阻应变仪第16页,共27页，星期六，2024年，5月TS3862型静态电阻应变仪的使用方法1.打开电源开关，仪器进入上电自检过程。此时，8个显示应变的数码管依次显示全8字样。2.参数设置长按“功能设置键”2秒钟后，进入功能设置状态。每个通道均可单独设置，在设置过某个参数后，若按“全设置”键，则所有通道的参数全部相同。(1)桥路状态设置数字1与1／4桥对应，数字2与半桥对应，数字3与全桥对应。按“0～9”键可改变桥路状态，第1点桥路状态设置完后，按“确认”键则进入第2点桥路状态设置，在第1点的桥路状态设置完后，按“全设置”则所有通道的桥路状态相同。第17页,共27页，星期六，2024年，5月(2)应变片电阻设置：120欧姆按“功能设置”键进入应变片“电阻”设置状态，“电阻”指示灯亮。第１个窗口的数码管闪烁显示数字“120”或“240”或“350”字样，按“0～9”键选择。按“确认”键则进入第2点应变片电阻阻值设置，按“全设置”，则所有通道的应变片电阻阻值相同。(3)应变片灵敏度K设置：K=2.16按“功能设置”键则进入应变片灵敏度K设置状态，“K值”指示灯亮。当第1个窗口的数码管数字闪烁时，按“0～9”键，和“移位”键配合使用，对三位数字进行设置。三位数都设置好之后，按“确认”键则进入第2通道应变片电阻K值设置，按“全设置”键，则所有通道的K值都与第1通道K值相同。第18页,共27页，星期六，2024年，5月(4)传感器灵敏度“mV/V”和传感器满度值，按“功能设置”键，移位跳过即可，不需要特殊设置。3.测量在传感器“满度”值设置好之后，再按一次“功能设置”键,五个功能设置指