压杆稳定实验材料力学实验报告.docx

: 1. 观察压杆丧失稳定的现象。 2. 用绘图法测定两端铰支压杆的临界荷载 crF ,并与理论值进行比较。: 电子万能试验机、: 对于两端铰支受轴向压力的细长杆,根据欧拉公式,其临界荷载为 2 min 2l EI F cr??式中 minI 为最小惯性矩, l 为压杆长度。当 crFF?时压杆保持直线形式,处于稳定平衡。当 crjFF?时,压杆即丧失稳定而弯曲。对于中柔度压杆,其临界应力公式为??ba cr??式中 a、b 为常数。由于试样的初曲率往往很难避免,所以加载时压力比较容易产生偏心,实验过程中,即使压力很小时,杆件也发生弯曲,其挠度也随着荷载的增加而不断增加。本实验采用由碳钢制成的矩形截面的细长试件,表面经过磨光,试件两端制成刀刃形, 如图 a 所示: 实验前先在试样中间截面的左右两侧各贴一个应变片 1 和2 , 以便测量其应变, 见图 b , 假设压杆受力后向左弯曲,以1?和2?分别表示压杆中间截面左、右两点的压应变,则2?除了包括由轴向力产生的压应变外,还附加一部分由弯曲产生的压应变,而 1?则等于轴向力产生的压应变减去由弯曲产生的拉应变,故1?略小于 2?。随着弯曲变形的增加,1?与2?差异愈来愈显著。当 crFF?时, 这种差异尚小,当F 接近 crF 时,2?迅速增加,1?迅速减小, 两者相差极大。如以载荷 F 为横坐标,压应变为纵坐标,可绘出 1?-F和2?-F 曲线(见下图所示) 。由图中可以看出,当 1?达到某一最大值后,随着弯曲变形的继续发生而迅速减小, 朝着与 2?曲线相反的方向变化。显然, 根据此两曲线作出的同一垂直渐近线 AB , 即可确定临界荷载 crF 的大小。以载荷 P 为横坐标, 压应变为纵坐标, 人工绘制 1?-P 和2?-P 曲线, 两曲线的同一垂直渐近线与力轴的交点,即为临界荷载 crF 1. 测量试样尺寸, 在试样的两端及中部分别测量试样的宽度和厚度, 取用三次测量的算术平均值 2. 启动电子万能试验机, 手动立柱上的“上升”或“下降”键,调整活动横梁位置,使上、下压板之间的位置相对比较小,把试样放在两压槽的正中间位置上。 3. 将应变片分别接在应变仪 2 个通道上。 4. 打开应变仪电源开关,当程序结束后,按下“自动平衡”键使应变仪各通道清零。 5. 调整负荷(试验力) 、峰值、变形、位移、试验时间的零点,选择 的速度,并输入计算机,按下显示屏中的“开始”键,给试样施加载荷。 6. 每增加一定量载荷, 记录一