壓桿穩定實驗
一．實驗目的：
1.觀察壓桿喪失穩定的現象。
2.用繪圖法測定兩端鉸支壓桿的臨界荷載，並與理論值進行比較。
二．實驗裝置及工具：
電子萬能試驗機、程式控制電阻應變儀
三．試驗原理：
對於兩端鉸支受軸向壓力的細長杆，根據尤拉公式，其臨界荷載為
式中為最小慣性矩，l為壓桿長度。當時壓桿保持直線形式，處於穩定平衡。當時，壓桿即喪失穩定而彎曲。
對於中柔度壓桿，其臨界應力公式為
式中a、b為常數。
由於試樣的初曲率往往很難避免，所以載入時壓力比較容易產生偏心，實驗過程中，即使壓力很小時，桿件也發生彎曲，其撓度也隨著荷載的增加而不斷增加。
本實驗採用由碳鋼製成的矩形截面的細長試件，表面經過磨光，試件兩端製成刀刃形，如圖a所示：
實驗前先在試樣中間截面的左右兩側各貼乙個應變片1和2，以便測量其應變,見圖b，假設壓桿受力後向左彎曲，以和分別表示壓桿中間截面左、右兩點的壓應變，則除了包括由軸向力產生的壓應變外，還附加一部分由彎曲產生的壓應變，而則等於軸向力產生的壓應變減去由彎曲產生的拉應變，故略小於。隨著彎曲變形的增加，與差異愈來愈顯著。當時，這種差異尚小，當f接近時，迅速增加，迅速減小，兩者相差極大。
如以載荷f為橫座標，壓應變為縱座標，可繪出-f和-f曲線（見下圖所示）。由圖中可以看出，當達到某一最大值後，隨著彎曲變形的繼續發生而迅速減小，朝著與曲線相反的方向變化。顯然，根據此兩曲線作出的同一垂直漸近線ab，即可確定臨界荷載的大小。
以載荷p為橫座標，壓應變為縱座標，人工繪製-p和-p曲線，兩曲線的同一垂直漸近線與力軸的交點，即為臨界荷載
四．實驗步驟
1.測量試樣尺寸，在試樣的兩端及中部分別測量試樣的寬度和厚度，取用三次測量的算術平均值
2.啟動電子萬能試驗機，手動立柱上的「上公升」或「下降」鍵，調整活動橫樑位置，使上、下壓板之間的位置相對比較小，把試樣放在兩壓槽的正中間位置上。
3.將應變片分別接在應變儀2個通道上。
4.開啟應變儀電源開關，當程式結束後，按下「自動平衡」鍵使應變儀各通道清零。
5.調整負荷（試驗力）、峰值、變形、位移、試驗時間的零點，選擇0.02mm/min的速度，並輸入計算機，按下顯示屏中的「開始」鍵，給試樣施加載荷。
6.每增加一定量載荷，記錄一次應變儀讀數。當一通道的應變讀數迅速增加時，而另一通道應變讀數不再增加，說明它已經達到應變最大值，讀取載荷對應的應變值，直到規定的變形為止。
按下「停止」鍵。
五．實驗記錄
1.試樣的尺寸：
長度長度長度
寬度寬度寬度
厚度厚度厚度
2.實驗記錄：
六．資料處理
七．實驗結論
八．預習思考題
1.為什麼壓桿試樣兩端製成刀刃形？
2.安裝試樣前，調整試驗機上下壓頭位置時，為什麼中間不能有試樣？
3.壓桿實驗為什麼載入速度這麼慢？
4.為什麼壓桿試樣尺寸測量三次，資料處理時使用算術平均值？
5.為什麼說試樣厚度對臨界載荷影響極大？
九．分析思考題
1.本次實驗使用的試樣是細長杆還是中柔度杆呢？為什麼？
2.本次實驗是直接得到的臨界力嗎？
3.產生實驗結果誤差的主要因素有哪些？
4.失穩現象與屈服現象本質上有什麼不同？
5.對於本次實驗，你有什麼體會？你有什麼建議？
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