压杆稳定实验
一、实验目的:
1、观察压杆的失稳现象
2、测定两端铰支压杆的临界压力
二、实验原理和方法:
1、理论计算:理想压杆,当压力P 小临界压力cr P 时,压杆的直线平衡是稳定的。
当压力到达临界压力cr P 时,压杆的直线平衡变为不稳定,它可能转为曲线平衡。
两端铰支细长杆的临界压力由欧拉公式计算 ,其中I 为横截面对z 轴的惯性矩。
2、实测时:实际压杆难免有初弯曲,材料不均匀和压力偏心等缺陷,由于这些缺陷,在P 远小于cr P 时,压杆已经出现弯曲。
开始,δ很不明显,且增长缓慢。
随着P 逐步接近cr P ,
δ将急剧增大。
只有弹性很好的细长杆才可以承受大挠度,压力才可能略微超过cr P ,实测
时,在压杆两侧各贴一应变片,测定P-ε曲线,当施加压力增量很小而变形突增时即可得出临界压力。
三、实验结果: 1、理论计算
参数记录:b=15.30mm, h=1.80mm, l=391mm, E=210GPa 由欧拉公式计算得出临界压力的理论值为:100.81N 2、实验数据记录:
力-应变曲线图
四、实验结果分析:
数据处理得到以下“力-应变曲线图”。
通过曲线可以发现临界压应力为81N左右。
其结果小于根据公式计算得出的理论值。
分析实测值小于理论值的原因有:
1、该试件已被使用多次,由于疲劳效应,更容易产生变形。
2、两端V形支座的底线不在压杆的同一纵向对称平面内,则有一扭矩产生,会使得压杆更容易失稳,故实测临界压力降低。
3、有可能是V形支座的底线不在压杆的同一纵向对称平面内,也有可能是材料的不均匀程度较大,压力偏心现象严重,导致临界压力实测值远低于理论值。