压杆稳定试验

压杆稳定实验一、实验目的1.了解对于轴向受压细长压杆，压杆的破坏并非是由材料强度不够所引起。2.观察细长压杆，在轴向压力作用下会出现急剧变弯，而丧失原有直线平衡状态的现象。3.用电测法确定两端铰支约束的细长压杆的临界力crP。4.理论计算细长压杆的临界力crP并与实验测试值进行比较。二、实验仪器和设备1．TS3861型静态数字应变仪一台；2．NH-10型多功能组合实验架一台；3.矩形截面细长压杆一根（已粘贴应变片）。三、实验原理及方法NH-10型多功能组合实验架参见第四章介绍，压杆稳定实验装置由电子测力仪、加载手轮力传感器、V型上压头、V型下压头、旋转功能切换外伸臂及矩形截面压杆等组成。压杆材料为弹簧钢，压杆截面高度h=2.9mm，压杆截面宽度b=20mm，长度Ll=300mm见图3-13，弹性模量E=210GN/m2对于两端铰支的轴向受压的细长压杆而言，其临界压力crP为2min2LEIPcr。若以压杆的轴向压力为纵坐标，压杆中心点的横向挠度为横坐标，压杆下端0点为坐标原点如图3-14（a）图3-13图3-14则理论上说当压杆所受轴向压力P小于试件的临界压力crP时，细长压杆将保持直线平衡状态，而处于稳定平衡状态，为fP图中线段OA图3-14（C）。当杆的轴向压力P≥crP，杆件因丧失稳定而弯曲，P-f图中为AB段，在实际的实验过程中，由于诸多原因，即使在压力很小的情况下杆件也会发生微小弯曲，因此压杆事实上是处于微弯平衡状态，利用贴在压杆两则的电阻应变片R1和R2组成半桥测量线路，可以测出压杆在轴向压力作用下的弯曲程度，即可由弯p图取代p-f图，参照3-14（C），用来测定压杆的临界载荷，在轴向压力较小时，由于压杆在微弯状态，因此弯曲应变变化不大，当轴向压力接近压杆的临界力crP时，压杆的弯曲变形急剧增加，弯p图为3-14中C图的CD段，CD段是以AB为其渐近线的，因此通过描绘曲线OCD可以测出压杆的临界力crP。（注意：实验中，为不破坏压杆的反复使用，应控制轴向压力使得压杆的弯曲应变≤1000μ）。可以导出压杆的弯曲应变M与压杆中心点横向挠度之间具有如下关系式；MPhEIfmin2四、实验步骤1.将压杆安装在V形的上、下压头之间，并注意对好中心线；2.将应变片R1R2按3-13（b）的方式接入应变仪TS3861中；3.将应变仪按所使用的应变片灵敏系数和应变片电阻值进行正确设置；4.在压杆上稍加一点轴向压力（10N），作为初始轴向压力0P；5.在轴向压力为0P时将应变仪置零（也可记录初始的应变读数）；6.根据实验前对临界力的估计，在轴向力小于估计临界力crP值的80%以内，分大等级力加载（一般分6级），并记录每级的读数应变，在估计临界力crP值80%以上时，分小等级力加载，（一般约为大等级力的1/5～1/4），直到弯曲应变的读数值d=1000μ为止；7.根据弯曲应变值描绘曲线，并找出所描曲线CD段的渐近线，确定临界力crP的测试值；五、实验结果处理1.自行设计实验数据记录表；2.根据实验数据描绘弯p曲线；3.确定曲线CD段的渐近线，从而确定临界力crP的测试值。