压 杆 稳 定 实 验材料力学实验报告.docx

压 杆 稳 定 实 验材料力学实验报告压 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Fcr，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： 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 Fcr=式中当p2EIminl2Imin为最小惯性矩，l为压杆长度。当F<Fcr时压杆保持直线形式，处于稳定平衡。时，压杆即丧失稳定而弯曲。 F³Fcrj对于中柔度压杆，其临界应力公式为 scr=a-bl 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e1和e2分别表示压杆中间截面左、右两点的压应变，则e2除e1则等于轴向力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，而产生的压应变减去由弯曲产生的拉应变，故异愈来愈显著。当e1略小于e2。随着弯曲变形的增加，e1与e2差F<Fcr时，Fee这种差异尚小，当F接近cr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，可绘出所示）。由图中可以看出，当朝着与e1-F和e2-F曲线、峰值、变形、位移、试验时间的零点，选择0.02mm/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。 6.每增加一定量载荷，记录一次应变仪读数。当一通道的应变读数迅速增加时，而另一通道应变读数不再增加，说明它已经达到应变最大值，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： l1=长度l2=长度l3= b=b=b=宽度1宽度2宽度3 长度厚度1厚度2 2.实验记录： 载荷 载荷增量 F F h=h=厚度h3= 应变仪读数 测点1 C1 测点2 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？ 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？ 3.压杆实验为什么加载速度这么慢？ 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？ 5.为什么说试样厚度对临界载荷影响极大？ 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？