工字形截面軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

1、工字形截面軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：工字形截面軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期：2015年12月5日實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆珍摌?gòu)件實(shí)驗(yàn)方法，包括試件設(shè)計(jì)、加載裝置設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理等；觀察工字形截面軸心受壓柱的失穩(wěn)過程和失穩(wěn)模式；將理論極限承載力和實(shí)測值進(jìn)行比較，加深對軸心受壓構(gòu)件極限承載力的理解；分析思考極限承載力的影響因素。實(shí)驗(yàn)原理：軸心受壓構(gòu)件在軸心壓力較小時(shí)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，如有微小干擾力使其偏離平衡位置，則在干擾力除去后仍能回復(fù)原來的平衡狀態(tài)。隨著軸心壓力的增加，軸心受壓構(gòu)件會由穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡到隨遇平衡狀態(tài)，這時(shí)如有微小干擾力使其偏離平衡位置，則在干擾力除去后，將停留在新的位置而不能回復(fù)到原

2、來的平衡位置。當(dāng)軸心壓力超過臨界壓力后，構(gòu)件就不能維持平衡而失穩(wěn)破壞（彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)）。實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材統(tǒng)計(jì)表編號名稱單組實(shí)驗(yàn)數(shù)量備注微機(jī)控制電液伺服壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)1工字形截面 150×100×8×101長1500mm Q345200×20×200鋼板2Q345注：表中未注明單位均為mm工字形截面軸壓構(gòu)件整體試件圖1 工字形截面軸壓柱正立面圖圖2 工字形截面軸壓柱側(cè)立面圖圖3 工字形截面軸壓柱橫截面實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果;Step1 試件安裝：將軸心抗壓柱固定在微機(jī)控制電液伺服壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)，注意將軸心盡可能對準(zhǔn)，為了防止軸心抗壓破壞后柱子迸出

3、，用繩子將柱子系住綁在微機(jī)控制電液伺服壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)。Step2 根據(jù)構(gòu)件兩端固定條件，記錄L0x L0yL0x =1540 L0y=770Step3 試件加載：啟動壓力機(jī)對試件進(jìn)行加載，在電腦上觀察曲線。加載工況及結(jié)果記錄時(shí)刻載荷位移現(xiàn)象1初始時(shí)刻00不發(fā)生彎曲2彎曲時(shí)刻870KN6.098發(fā)生彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果及思考1、 描述軸心受壓柱失穩(wěn)模式并解釋原因；對軸心受壓構(gòu)件而言，失穩(wěn)模式有彎曲失穩(wěn)，扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)和彎扭失穩(wěn)。對于一般雙軸對稱截面的軸心受壓構(gòu)件，可能繞截面的兩個(gè)對稱軸發(fā)生彎曲屈曲；但是對于抗扭剛度和抗翹曲剛度很弱的軸心受壓構(gòu)件，雙軸對稱十字形截面軸心受壓構(gòu)件，除了可能發(fā)生繞兩個(gè)水平對稱軸彎曲失穩(wěn)

4、外，還可能發(fā)生繞縱軸的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)；對單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件，T形截面軸心受壓構(gòu)件，可能發(fā)生繞對稱軸彎曲變形的同時(shí)伴有扭轉(zhuǎn)變形的彎扭失穩(wěn)。軸心受壓構(gòu)件以什么樣的形式失穩(wěn)主要取決于截面的形狀和幾何尺寸，桿件長度和桿端的連接條件。2、由已知條件查表求構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)及整體失穩(wěn)時(shí)對應(yīng)的承載力；已知截面為150×100×8×10，計(jì)算長度l0=1540mm慣性矩Iy=1/12×8×130³+2×100×10×70²+1/12×2×100×1000=1128.1cm4則i=(Iy

5、/A)0.5=61mm =l0/i=25.26實(shí)驗(yàn)所用截面為b類截面則(310/235)0.5=29 則=0.939 極限承載時(shí)N=Af=0.939×3040×310=884.9kN故：=0.939 N=884.9kN3、 將實(shí)驗(yàn)值同理論值進(jìn)行比較并分析原因；實(shí)驗(yàn)中實(shí)測理論值為878kN，比理論計(jì)算值884.9kN稍微小一點(diǎn)。因?yàn)闃?gòu)件加載時(shí)可能不是完全的軸心受壓，存在一些初偏心另外加載過程中也可能由于材料制作過程中的誤差，加載速率，殘余應(yīng)力等的影響導(dǎo)致實(shí)測值變小。4、 分析思考極限承載力的影響因素。長細(xì)比：長細(xì)比越大，構(gòu)件越細(xì)長，失穩(wěn)臨界承載力越低。殘余應(yīng)力：包括縱向殘余應(yīng)力和橫向殘余應(yīng)力兩種，縱向殘余應(yīng)力影響較大初彎曲和初偏心：由于方向不同的可能性兩者既可以疊加，也可以抵消，當(dāng)兩者抵消時(shí)，結(jié)構(gòu)極限承載力增大，當(dāng)兩者疊加時(shí)，會極大削弱承載力實(shí)驗(yàn)心得:作為一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但是對于相同的材料相同的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果也是有著不同的差別。在實(shí)驗(yàn)中我們要學(xué)會分析數(shù)據(jù)，和產(chǎn)生不同數(shù)據(jù)的結(jié)果比如由于殘余應(yīng)力，初偏心等產(chǎn)生的誤差。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們要能