1、 横截面和材料相同的压杆，杆的长度不同，横截面和材料相同的压杆，杆的长度不同，因外力作用发生破坏的性质将发生根本的改变。因外力作用发生破坏的性质将发生根本的改变。 短粗的压杆是强度问题短粗的压杆是强度问题, , 细长压杆则是稳定细长压杆则是稳定性问题。性问题。 细长压杆失稳突然，破坏后果严重，有必要细长压杆失稳突然，破坏后果严重，有必要确定其临界载荷。确定其临界载荷。 一、问题的提出一、问题的提出1)1) 观察两端绞支压杆的失稳现象观察两端绞支压杆的失稳现象; ;2)2) 用测定横向变形的方法确定两端绞支压杆用测定横向变形的方法确定两端绞支压杆的临界荷载的临界荷载P Pcrcr，并与理论计算结
2、果进行比，并与理论计算结果进行比较。较。二、实验目的二、实验目的三、实验原理三、实验原理 中心受压的直杆压杆当荷载小于中心受压的直杆压杆当荷载小于P Pcrcr时，保持直线形状的平衡，时，保持直线形状的平衡，即使有横行的干扰力使压杆微小弯曲，在撤除干扰力以后仍能恢即使有横行的干扰力使压杆微小弯曲，在撤除干扰力以后仍能恢复直线形状，是复直线形状，是稳定平衡稳定平衡。当荷载等于。当荷载等于P Pcrcr时，有横向的干扰力使时，有横向的干扰力使压杆微小弯曲，在撤除干扰力以后，不能恢复直线形状，压杆处压杆微小弯曲，在撤除干扰力以后，不能恢复直线形状，压杆处于临界状态，可在微弯情况下保持平衡，为于临界状
3、态，可在微弯情况下保持平衡，为不稳定平衡。不稳定平衡。 按欧拉小挠度理论，对于理想大柔度压杆（按欧拉小挠度理论，对于理想大柔度压杆（ 1 1），），当向压力达到临界值当向压力达到临界值P Pcrcr时，压杆即丧失稳定，时，压杆即丧失稳定，P Pcrcr称为压杆的称为压杆的临界载荷或欧拉载荷。由欧拉公式可以求得：临界载荷或欧拉载荷。由欧拉公式可以求得： 实际上由于杆的初曲率、载荷偏心等原因，当实际上由于杆的初曲率、载荷偏心等原因，当P P接近接近P Pcrcr时，时，即使没有横向力的干扰，杆也会突然弯曲。即使没有横向力的干扰，杆也会突然弯曲。22()crEIPl 在用载荷在用载荷P P和压杆中点
4、挠度和压杆中点挠度建立的建立的坐标中，失稳过程理论上可用两段直线坐标中，失稳过程理论上可用两段直线OAOA、ABAB来描述。来描述。 实际压杆由于载荷偏心或杆件本身存实际压杆由于载荷偏心或杆件本身存在初曲率，受力开始即出现横向挠度，而在初曲率，受力开始即出现横向挠度，而且随载荷增加，挠度也不断增加，致使且随载荷增加，挠度也不断增加，致使P-P-曲线的曲线的OAOA段发生倾斜。当压杆开始失稳段发生倾斜。当压杆开始失稳时，时，P-P-曲线突然变弯，即载荷增长极慢曲线突然变弯，即载荷增长极慢而挠度迅速增加。由于而挠度迅速增加。由于的迅速增加，使的迅速增加，使压杆不仅承受压力而且附加弯矩也迅速增压杆不
5、仅承受压力而且附加弯矩也迅速增加。实际曲线与理论曲线之间的偏离，表加。实际曲线与理论曲线之间的偏离，表征初曲率、偏心等因素的影响，这种影响征初曲率、偏心等因素的影响，这种影响愈大，偏离也愈大。实际曲线的水平渐进愈大，偏离也愈大。实际曲线的水平渐进线即代表压杆的临界载荷线即代表压杆的临界载荷P Pcrcr 。 四、实验设备四、实验设备（一）、实验设备（一）、实验设备1 1、电子万能实验机、电子万能实验机2 2、磁性表架、磁性表架 3 3、百分表、百分表 百分表是测量小变形百分表是测量小变形最常用的仪表，其最小最常用的仪表，其最小分度值为分度值为1/1001/100毫米，量毫米，量程多为程多为10
6、10毫米。借助磁毫米。借助磁力表架可多方位安装固力表架可多方位安装固定百分表，方便测量任定百分表，方便测量任何方位的变形。何方位的变形。 四、实验设备四、实验设备（二）、实验装置（二）、实验装置1 1）、测量试样尺寸）、测量试样尺寸, ,根据试样材料和尺寸计算临界载荷根据试样材料和尺寸计算临界载荷P Pcrcr ; ; 2 2）、计算实验中允许最大挠度值）、计算实验中允许最大挠度值, ,压杆受压变弯曲后，其中压杆受压变弯曲后，其中P Pcrcr 、 、b b、t t 和和W W都为已知，根据都为已知，根据式即可算得式即可算得3 3）、依次打开试验机主机、计算机；）、依次打开试验机主机、计算机；
7、4 4）、安装试样，试样两端应尽量放置在上下）、安装试样，试样两端应尽量放置在上下V V形座正中央，对形座正中央，对准试样中点安装百分表，使表预压准试样中点安装百分表，使表预压5mm;5mm;6 6）、进入试验软件主窗口界面）、进入试验软件主窗口界面, ,选择实验方案；选择实验方案；max() crcrPbtFW10.2maxmm五、实验步骤五、实验步骤7 7）、点击）、点击“运行运行”，开始实验；，开始实验；8 8）、对试样施加初载）、对试样施加初载200N200N，用以稳定实验装置，用以稳定实验装置, ,将百分表清零将百分表清零; ;9）、分级加载测试：在）、分级加载测试：在80% Pcr
8、以下，曲线陡直，在初载荷以下，曲线陡直，在初载荷(200N)到到0.8 Pcr间分间分45级加载，等间隔控制载荷值，读取相级加载，等间隔控制载荷值，读取相应的挠度值；达到应的挠度值；达到80%Pcr以后，曲线逐渐平缓，应等间隔控以后，曲线逐渐平缓，应等间隔控制挠度（制挠度（ 0.50mm ），读取相应载荷值），读取相应载荷值,以使实验点沿曲线走以使实验点沿曲线走向均匀分布。向均匀分布。11）、当）、当 值接近值接近max或实验数据已呈明显渐近特性时，即可或实验数据已呈明显渐近特性时，即可停止加载。停止加载。 12）、卸载）、卸载,退出试验软件，依次关闭试验机，计算机和插线退出试验软件，依次关闭
9、试验机，计算机和插线板开关板开关,结束实验。结束实验。五、实验步骤五、实验步骤宽度宽度b（mm）厚度厚度t（mm）最小惯最小惯性矩性矩I(mm4)弹性模量（弹性模量（GPa）许用应力许用应力MPa497平均平均平均平均210200i01234567891011载荷载荷Fi（N）200600100014001800?2280百分表读数百分表读数Ai（mm）压压5mm时置时置0?0.861.361.862.362.863.363.864.36i=|Ai-A0|（mm）纵向位移（纵向位移（mm）长度长度L(mm)原始数据记录表：原始数据记录表：试验机操作注意事项试验机操作注意事项1 1、正确装夹试件
10、；、正确装夹试件；2 2、 注意不要手动控制移动横梁给试件加载；注意不要手动控制移动横梁给试件加载；3 3、任何时候都不能带电插拔电源线和信号线；、任何时候都不能带电插拔电源线和信号线；4 4、试验过程中，不能远离试验机；、试验过程中，不能远离试验机；5 5、试验过程中，除停止键和急停开关外，不要按控制盒上的其、试验过程中，除停止键和急停开关外，不要按控制盒上的其他按钮；他按钮；6 6、试验结束后，一定要关闭所有电源；、试验结束后，一定要关闭所有电源；7 7、计算机要严格按照系统要求一步步退出，正常关机；、计算机要严格按照系统要求一步步退出，正常关机；8 8、不要使用本机无关的存储介质在试验机控制用计算机上写盘、不要使用本机无关的存储介质在试验机控制用计算机上写盘或读盘；或读盘；七七 实验报告实验报告一、一、 数据记录表及处理数据记录表及处理 (1)(1)、用、用ExcelExcel绘制绘制F-F-实验曲线实验曲线, ,用水平渐近线确定实验临用水平渐近线确定实验临界载荷界载荷; ; (2)(2)、用欧拉公式计算临界载荷、用欧拉公式计算临界载荷F Fcrcr理论值，以理论值为准计理论值，以理论值为准计算临界载荷算临界载荷F Fcrcr实验值的相对误差。实验值的相对误差。二、思考题二、思考题: :讨论讨论Fcr实验值与理论值间误差产生的原因实验值与理论值间误差产生的原因.
