压杆稳定实验

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1、压杆稳定实验一.实验目的：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C。，并与理论值进行比较。二.实验设备及工具：电子万能试验机、程控电阻应变仪三.试验原理：根据欧拉公式，其临界荷载为对于两端铰支受轴向压力的细松杆，7T2EInun式屮U为最小惯性矩，7为压杆长度。当F<&•时压杆保持直线形式，处于稳定平衡。当77^7^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ocr=a-b入式中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

2、不断增加。木实验釆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A和A分别表示压杆中间截面左、右两点的压应变，则心除了毡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&则等于轴向力产生的压应变减去由弯曲产生的拉应变，故A略小于6。随着弯曲变形的增加，A与么差异愈来愈显著。当/?

3、下阁所示）。由图中可以看出，当A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A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&的大小。以载荷P为横坐标，压应变为纵坐标，人工绘制<-P和A-P曲线，两曲线的同一垂直渐近线与力轴的交点，即为临界荷载一.实验步骤1.测量试样尺、h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1.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。2.将应变片分别接在应变仪2个通道上

4、。3.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。4.调整负荷（试验力）、峰值、变形、位移、试验时间的零点，选择0.02min/min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。5.每増加一定量载荷，记泶一次应变仪读数。当一通道的应变读数迅速增加时，而呙一通道应变读数不再增加，说明它己经达到应变最大值，读取载荷对应的应变值，直到规定的变形为止。按下“停止”键。五.实验记录1.试样的尺寸：长度zl=长度k=长度=觉度b'=宽度^二宽度h=厚度'=厚度么=厚度^=2.实验记录:载荷载荷增量应变仪读数F△F测点1测点2C

5、,c2六.数据处理七.实验结论八.预习思考题1.为什么压杆试样两端制成刀刃形？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。这样减少误差，简便。2.安装试样前，调整试验机上下压头位置时，为什么中间不能有试样？答：调整上T压头时，试验机的速度一般比较快，不放试样是防止试验机度过快，把试样压坏。3.压杆实验为什么加载速度这么慢？尽量减少冲击造成的误差。4.为什么压杆试样尺寸测量三次，数据处理时使用算术平均值？因为任何物体的真值在有限次的测量中是无法测出来的，只有当测量次数为无限大时，才能求得其真值，当只有有限次的测量结果时，使用算术平均值是

6、它的最接近真值的值。5.为什么说试样厚度对临界载荷影响极大？对于平板来说，因为厚度与临界载荷成三次方的关系，其他参数与临界载荷成一次方的关系，所以厚度的稍微变化对临界载荷影响很大九.分析思考题1.本次实验使用的试样是细长杆还是中柔度杆呢？为什么？2.本次实验是直接得到的临界力吗？3.产生实验结果误差的主要因素有哪些？4.失稳现象与屈服现象本质上有什么不同？5.对于本次实验，你有什么体会？你有什么建议？组合变形实验一.实验目的：1.学习组合变形情况下的应力测定方法。2.熟悉应变仪全桥测量原理及接桥方法3.对在弯扭组合受力状态下的薄壁圆管，分别测定其弯曲正应力和扭转

7、剪应力，并与理论值比较。二.实验设备：多功能实验台、程控静态电阻应变仪、数字测力仪。三.试验原理：1）参阅材料力学、工程力学课程的教材及其他相关材料。2）组合变形实验装置如阁：测试的试样为薄壁圆管，其长度为L一端固定在铸铁框架上，另一端通过扇形加力臂上的钢丝绳对薄壁圆管试样施加载荷。在钢丝绳与加载手柄之间连接一个力传感器，通过数字测力计把传感器的信号显示出来。在试样的上下边缘对称位置，粘贴互相垂直的鱼尾应变花2片，如图所示。当试样受到F力作用时，薄壁圆管试样上的应变片均受到弯曲与扭转应变，即心。在比例极限内，应力与应变之间存在着正比关系，即o•e通过测得的应变值

8、便可计算出该点的应力数值