浙大压杆稳定实验报告
压杆稳定实验报告结论_压杆稳定实验报告
压杆稳定实验报告结论_压杆稳定实验报告姓名：学号：班级：同组者：一．实验目的观察压杆失稳现象；通过实验确定临界载荷Fcr,并与理论结果比较；自主设计实验步骤，进行实验结果处理和撰写实验。
实验设备和仪器压杆失稳试验装置；电阻应变仪；实验试件板条材料65Mn弹簧钢，调质热处理，达到δs=780MPa,δ电桥图：四．实验步骤1.测板条长L，宽B，厚H；2.拧螺母加压力，为防粘片开胶，压头下移最大1mm，对3中安装状态，各实验两遍，用百分表测压头的位移，用应变仪测压力P=εpEBH五．数据处理压条尺寸：，1、两端固支压条长度：L=430mm.（1）数据列表：1932107796112114481709188921122284-105-259-427-471-474-475-478-480-481-482856208834223784380838163840385638643872（2）P-ε由图线可得失稳压力.（3）误差分析：理论失稳压力为：P相对误差：η=2、一端铰支，另一端固定压条长度：L=464mm.：（1）数据列表：14933552366277286596110501140-99-148-171-180-178-189-193-196-199-20080812001384145644015281560158416081616（2）P-ε由图线可得失稳压力P=1614N.（3）误差分析：理论失稳压力为：P相对误差：η=3、两端铰支压条长度：L=498mm.（1）数据列表：132248351435527588667752839921-48-72-83-90-96-98-98-99-99-100400592680732786800800808808816（2）P-ε由图线可得失稳压力P=814N.（3）误差分析：理论失稳压力为：P相对误差：η=六．思考题1．失稳现象和压缩屈服现象本质上有何不同？答：失稳和压缩屈服，都是失效。
压杆稳定性实验(含纸桥案例分析)
压杆稳定性实验潘哲鑫2012011680 祝世杰2012010407一.实验分析对于立柱材料而言，损坏往往不是来源于直接受压的损坏，而大都来自于杆件失稳导致的折断或者倾倒。
因此研究杆件在受压情况下的失稳特性就非常有意义。
在本实验中，我们使用的是环氧树脂杆，弹性模量59.2E GPa =，500MPa σ=⎢⎥⎣⎦ 通过测量可知，杆的有效长度为，8412mm L cmd ==直径 实验一：双端铰支的情况下临界载荷22(KL)K EIP π=其中K=1，故可算得，临界842.9K P N =考虑杆件达到其许应力的最大值， K K P P A Wδσ+=⎢⎥⎣⎦ 则 3d ())42K k P W W A P πδσ=-=⎢⎥⎣⎦其中（ 则算得，9.86cm δ=因此我们根据上述计算结果，进行了实验，为了防止实验材料被破坏，我们仅仅加载到最大横向位移的0.8倍。
可以观察到，当加载的力值迅速升高至临界载荷后，再继续向下加载，杆件上的力并不会变大，取而代之的是杆件向铰支允许的方向的的弯曲。
实验二：一端铰支，一段固支的情况下 临界载荷22(KL)K EIP π=其中K=0.7，故可算得，临界1720.1K P N =同理可计算得，达到杆件的最大拉伸应力时， 4.78cm δ=，于是在实验中，我们加载到约3cm 处停止。
在第二次实验中，我们遇到一个问题，即当杆件开始弯曲时，由于可能杆件安装时的偏心误差，它弯曲的方向并不是我们希望测量的方向，因此，在弯曲过程中，为了能使其向我们偏好的方向弯曲，我主动给它提供了一个水平方向的扰动的力，从而使得其改变弯曲的方向。
但这也导致了在我们实验的曲线上加载阶段，并不是完全和理论相符，而一定程度上小于本应该出现的值。
而某种程度上，呈现出线性的关系。
不过可以解释为，由于我的外加力的作用，阻碍了杆件通过弯曲来抵抗载荷，因此，杆件此时纵向的形变完全来自于由于轴向应力产生的应变，满足胡克定律，故一定程度上呈现出线性的状态。
压杆稳定 实验报告
压杆稳定实验报告压杆稳定实验报告一、引言在物理学中，稳定性是一个重要的概念。
对于一个物体或系统来说，稳定性意味着它能够保持在一个平衡状态，不会因外界干扰而倾倒或崩溃。
压杆稳定是一个经典的物理实验，通过改变杆的长度和重心位置，我们可以探索压杆在不同条件下的稳定性。
二、实验目的本实验的目的是通过改变压杆的长度和重心位置，观察和分析压杆在不同条件下的稳定性。
通过实验，我们可以进一步了解压杆稳定的物理原理，并探讨压杆稳定性与杆长、重心位置之间的关系。
三、实验装置和方法1. 实验装置：压杆、支架、重物、测量工具（如尺子和天平）等。
2. 实验方法：a. 将支架放置在水平的桌面上，并固定好。
b. 将压杆放在支架上，调整杆的位置和角度，使其保持平衡。
c. 在压杆的一端悬挂一个重物，称为A端。
d. 在压杆的另一端悬挂一个重物，称为B端。
e. 记录下A端和B端的质量，以及压杆的长度和角度。
f. 通过改变A端和B端的质量、压杆的长度和角度等条件，重复实验，记录数据。
四、实验结果与分析在实验中，我们通过改变A端和B端的质量、压杆的长度和角度等条件，观察压杆在不同条件下的稳定性。
下面是我们的实验结果和分析：1. 改变质量：我们分别改变A端和B端的质量，观察压杆的稳定性。
实验结果表明，当A端和B端的质量相等时，压杆更容易保持平衡。
这是因为在这种情况下，压杆的重心位置更接近中间，稳定性更高。
当A端或B端的质量增加时，压杆的稳定性减弱，容易发生倾倒。
2. 改变长度：我们改变压杆的长度，观察压杆的稳定性。
实验结果显示，当压杆的长度较短时，压杆更容易保持平衡。
这是因为较短的压杆有更小的杆长，重心位置更接近中间，稳定性更高。
当压杆的长度增加时，压杆的稳定性减弱，容易发生倾倒。
3. 改变角度：我们改变压杆的角度，观察压杆的稳定性。
实验结果表明，当压杆的角度接近水平时，压杆更容易保持平衡。
这是因为在这种情况下，压杆的重心位置更接近支点，稳定性更高。
压杆稳定实验报告
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。
压杆稳定性实验报告
实验名称：压杆的稳定性
一．实验目的 1． 观察压杆失稳现象； 2． 通过实验确定临界载荷 Fcr,并与理论结果比较。 二. 实验试件 1．单压杆（如图 1 所示） 压杆材料为弹簧钢， 比例极限 P ＝600MPa， 弹性模量 E＝200GPa。
l
班级： 姓名： 日期：2012.4.16
F
9 195 713 18
8 211 1137 17
9 212 1218 18
最后的压应变稳定在了 216 左右，根据数据，取2ε = 216，则 Fcr=ε ∗ E ∗ A = 1659N 实际载荷，Fcr+33=1691N 理论上测得是 1850，相对误差为 （1691-1850）/1850=-8.59%。
F
l h
bt
F F 图 1 压杆实验装置图
三．实验方法 为了保证试件失稳后不发生屈服，实验前后应估算试件最大许可载荷 Fmax， 并估算最大失稳许可挠度max，计算max 的方程为:
F max F [ ] A w
实验时画出载荷—位移曲线， 根据载荷—曲线的变化趋势来判断压杆的临界 载荷。 测量载荷和位移是使用应变片来实现的。在杆弯曲的两面相对贴上两对应 变片，分别是 1、2 片，3、4 片。通过全桥法接上 1、2 片可以测出压应变的两 倍2ε， 通过半桥法测得弯矩来代替位移。 通过作图， 观察当压应变不明显变化时， 计算此时的压力 Fcr=ε ∗ E ∗ A 由于杆上端本来已经有一 33N 的载荷，需要在 Fcr 加上 33N 爲实际载荷。 四．实验步骤 1.松开杆的两端束缚，使之成为两端铰链的杆，进行加载，每加一点载荷记录 一次压应变和弯矩的应变，直到压应变不明显变化。 2 对于一端铰链一端固支的和两端固支的与上述同样记录数据。
压杆稳定实验
压杆稳定实验一、实验目的1．观察压杆失稳现象，理解压杆“失稳”的实质。
2．测定四种刚性支承条件下压杆失稳的临界载荷F jx，分析支承条件对压杆失稳临界载荷的影响，并与相应的欧拉载荷F cr进行比较。
3．绘制出四种刚性支承条件下压杆失稳的屈曲模态。
二、预习思考要点1．欧拉的理想压杆模型有何特征？实验中的压杆与理想压杆有何区别？2．为什么说欧拉压杆承载力公式是在小变形条件下导出的？3．不同的支承方式对压杆的临界载荷有何影响？材料力学中是以什么参量来表示这种影响的？三、实验仪器和装置1．微型计算机2．压杆稳定试验台试验台的结构简图如图（1-35）所示，它由底板、顶板和四根立柱构成加力架。
在顶板上安装了加力和测力系统。
采用螺旋加力方式，拧进顶部的旋钮使丝杠顶推压头向下运动，即可对压杆加载。
测力传感器中的弹性敏感元件置于丝杠和压头的芯轴之间。
位移传感器为机电百分表，也装于顶板，通过承托卡感应压头的位移。
这两种传感器的弹性元件上的电阻应变计均联接成全桥电路，输出的应变信号通过电缆接入仪器的相应插座，经放大和模数（A/D）转换，在计算机上直接显示为力值和位移值。
图1-35 压杆稳定试验台 图1-36 压杆稳定试样试验台配备的支承有：下铰支承2副，中间支承卡1副；上铰支承（滚珠帽）1副。
3．压杆试件压杆试件如图1-36所示，其压杆和托梁均由弹簧钢制成，其弹性模量E=210GPa ，试件截面尺寸：20×2mm 2，各种支承条件下压杆的计算长度参考图中的有关尺寸（L i ）。
4．游标卡尺、钢直尺四、实验原理对于轴向受压的理想细长直杆（即柔度λ≥λP ），按小变形理论，其临界载荷可由欧拉公式求得：2min 2)(l EI F cr μπ= （1-67）式中：E 为材料的弹性模量；I min 为压杆截面的最小轴惯性矩；l 为压杆长度；μ为长度系数。
本实验所采用的压杆稳定试验台为了简化测量装置，以压杆受压时产生的轴向位移Δ替代压杆中点的侧向位移（挠度）f，因为二者在数学上是相关的，当然不同支承条件2。
压杆稳定性实验
实验五压杆稳定性实验一、试验目的1．测定两端铰支压杆的临界载荷Fcr，验证欧拉公式。
2．观察两端铰支压杆的失稳现象。
二、设备和仪器1．多功能力学实验台2．游标卡尺、钢板尺。
三、试样试样是用弹簧钢60Si2Mn 制成的矩形截面细长杆，名义尺寸为3mm×20mm×300mm，两端制成刀口，以便安装在试验台的V 形支座内。
试样经过热处理:870℃淬油，480℃回火。
四、实验原理两端铰支的细长压杆，临界载荷Fcr 用欧拉公式计算：式中E 是材料弹性模量，I 为压杆横截面的最小惯性矩，L 为杆长。
这公式是在小变形和理想直杆的条件下推导出来的。
当载荷小于Fcr 时，压杆保持直线形状的平衡，即使有横向干扰力使压杆微小弯曲，在撤除干扰力以后仍能回复直线形状，是稳定平衡。
当载荷等于Fcr 时，压杆处于临界状态，可在微弯情况下保持平衡。
把载荷F 为纵坐标，把压杆中点挠度δ为横坐标，按小变形理论绘制的F- δ曲线为图14-1 中的OAB 折线。
但实际的杆总不可能理想地直，载荷作用线也不可能理想地与杆轴重合，材料也不可能理想地均匀。
因此，在载荷远小于Fcr 时就有微小挠度，随着载荷的增大，挠度缓慢地增加，当载荷接近Fcr 时，挠度急速增加。
其F- δ曲线如图中OCD 所示。
工程上的压杆都在小挠度下工作，过大的挠度会产生塑性变形或断裂。
只有比例极限很高的材料制成的细长杆才能承受很大的挠度使载荷稍高于Fcr（如图中虚线DE 所示）。
实验测定Fcr，在杆中点处两侧各粘贴一枚应变片，将它们组成半桥，记录应变仪读数εdu，绘制F-εdu曲线。
作F- εdu曲线的水平渐近线，就得到临界载荷Fcr。
五、试验步骤1．测量试样尺寸用钢板尺测量试样长度L，用游标卡尺测量试样上、中、下三处的宽度b 和厚度t，取其平均值。
用来计算横截面的最小惯性矩I。
2．拟定加载方案，并估算最大容许变形按欧拉公式计算Fcr，在初载荷（200N）到0.8Fcr 间分4—5 级加载，以后应变仪读数εdu每增加20 με读一次载荷值（应变仪测变形时）。
压杆稳定实验
预习要求：1．复习压杆失稳的概念和计算临界应力欧拉公式；2．复习大挠度稳定性概念。
一．实验目的1．观察压杆失稳现象；2．通过实验确定临界载荷F cr,并与理论结果比较；3．自主设计实验步骤，进行实验结果处理和撰写实验报告。
二.实验设备和仪器1．压杆失稳试验装置；2．电阻应变仪；三.实验试件1．单压杆（如图1所示）压杆材料为65Mn弹簧钢，σS＝780MPa，σP=980Mpa弹性模量E＝200GPa。
四．实验方法FF 压杆实验装置图为了保证试件失稳后不发生屈服，实验前后应估算试件最大许可载荷F max ，并估算最大失稳许可挠度δmax ，计算δmax 的方程为:m ax[]F F A wδσ⋅+≤实验时画出载荷—位移曲线，根据载荷—曲线的变化趋势来判断压杆的临界载荷。
注意事项：（1）为保证试件失稳后不发生屈服，估算最大许用载荷。
（2）分析压杆失稳时最大挠度发生的位置。
五．实验步骤(1)测量板条长L ，宽B ，厚H 。
(2) 选定实验组合方式，根据需要任选1—2种组合方式进行实验，在实验台上装夹好试件及配件。
压杆稳定有四种情况：（1）两端铰支。
（2）一端固定另一端铰支。
（3）两端固定。
它们的临界载荷的一般表达方式为F C r =π2EI (μL )式中μ为长度因素，支承不同μ值不同（μ=1、21、0.7）。
(3) 对于3个安装状态，各实验2遍，用百分表测压头的位移，用应变仪测压力P =ϵP EBH 和纯弯应变ϵM ,画出曲线，确定失稳压力，算出相对理论值的误差。
六．数据处理 1. 原始数据表1 基本长度注：表格里的P的公式：P=ϵEBH−33P表2两端铰支第一次：第二次：表3 一端固定另一端铰支第一次：第二次表4两端固定第一次：第二次：画出相应的P−εM曲线(绘图时横坐标表示2ε的大小，纵坐标表示压力PM的大小)图1 两端铰支图2一端固定另一端铰支图3两端固定结果表示为：。
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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；
3、观察改变支座约束对压杆临界压力的影响。
二、设备及装置：
1. 带有力传感和显示器的简易加载装置或万能电子试验机；
2. 数字应变仪；
3. 大量程百分表及支架；
4. 游标卡尺及卷尺；
5. 试样，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。
在试样中点的左右两端各贴仪枚应变片。
6. 支座，支座为浅V 性压杆变形时两端可绕Z 轴转动，故可作为铰支架。
三、实验原理和方法：
1、理论计算：理想压杆，当压力P 小于临界压力cr P 时，压杆的直线平衡是稳定的。
这时压力P 与中点挠度δ的关系相当于右图中的直线OA 。
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。
按照小挠度理论，P 与δ的关系相当于图中水平线AB 。
两端铰支细长杆的临界压力由欧拉公式计算 2cr 2
P EI
l
π=
，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，如图中的OCD 段。
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，对前后应变ε取增量
ε∆，当ε∆大于上一个的ε∆的2倍时即认为此时的压力为临界压力。
3、加载分两个阶段，在理论值cr P 的70%~80%之前，可采取大等级加载，载荷超过cr
P 的80%以后，载荷增量应取得小些。
在整个实验过程中，加载要保持均匀、平稳、缓慢。
四、实验结果
1、理论计算
参数记录：b=30.04mm, h=3.54mm, k=2.19, L=515mm, E=210GPa
I=bℎ3
12=1.1105×10−10m4，则由欧拉公式得Fcr=EIπ2
l2
=867.8N
2、实测临界压力：
实验数据记录如下：
由应变增量不难发现，864N为临界压力，与理论值的误差为|867.8−864|
867.8
×100%=0.09%
3、将实验数据通过软件处理得F-ε图，也可见临界压力接近864N
五、思考题
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。
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。
六、对本实验提出意见或建议
1.建议将实验课时间合理安排，避免由于课时太紧而导致教学进度无法完成，试验时间时间不能保证的情况，这样一方面影响了老师的讲课效率，另一方面也耽误同学们接下来的其他课程。
2.。