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钢锯条压杆稳定实验一、实验目的:1. 观察和了解细长钢锯条轴向受压时丧失稳定的现象. 2. 测定钢锯条两端铰支时的临界载荷crP,并与理论计算的结果进行比较。二、试验仪器:1普通万能材料试验机。2. 普通钢锯条试件。3大量程百分表或电阻应变仪。4游标卡尺及钢板尺。三、 实验原理:根据欧拉小挠度理论,对于两端铰支的大柔度杆(低碳钢p=100 ) ,压杆保持直线平衡最大的载荷,保持曲线平衡最小载荷即为临界载荷crP,按照欧拉公式可得:crP= 22)L(EI式中, E-材料的弹性模量 ; I-试件截面的最小惯性矩 ; L-压杆长度 ; -和压杆端点支座情况有关的系数,两端铰支杆 =1. 当压杆所受的荷载P 小于试件的临界力crP,压杆在理论上应保持直线形状,压杆处于稳定平衡状态 .当 P =crP时,压杆处于稳定与不稳定平衡之间的临界状态稍有干扰,压杆即失稳而弯曲 ,其挠度迅速增加 .若以荷载 P 为纵坐标 ,压杆中点挠度为横坐标,按欧拉小挠度理论绘出的P-图形,如图( c)所示 . 由于试件可能有初曲率,荷载可能有微小的偏心,以及材料的不均匀等因素 ,压杆在受力后就会发生弯曲,其中点挠度随荷载的增加而逐渐增大 .当 PcrP时, 增加缓慢。当 P 接近crP时,虽然 P 增加很慢,而却迅速增大,就是由于初曲率载荷偏心等影响造成。其中点的扰度可以通过百分表来测定, 也可以通过贴在钢锯条中点两侧的电阻应变计来测量。图(a)图(b)P P 应变仪百分表钢锯条X V L 图 (C) 四、试验步骤:1量取试件尺寸:厚度t ;宽度 b ;长度 L。量取截面尺寸时至少要沿长度方向量三个截面,取其平均值. 2计算试件的临界载荷crP,拟定分级加载方案 . 3安装钢锯条试件 . 4将电阻应变片接入电阻应变仪,按电阻应变仪操作规程,调整仪器及“零”位或者安装好千分表读取初始值. 5分级加载,每加一级载荷,记录一次应变值,当应变突然变得很大时,停止加载 .重复试验 23 次. 6测毕,取下试件,整理现场. 7根据试验数据绘制P-曲线,作曲线的渐近线确定临界载荷Pcr值. 五、实验结果处理:O P A B C D 1. 试件尺寸 : 宽度 b= mm 厚度 t= mm 长度 L= mm 弹性模量 E= MPa 2.实验数据:载荷 P (N) 扰度(mm)应变仪读数() 读数差() 临界载荷理论值:理crP= 临界载荷实验值:实crP= 实验值与理论值比较:误差百分率 : 理实理crcrcrPPP100%= %
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