,外壓容器的失穩(wěn)實驗,實驗前的預備知識：,外壓容器失穩(wěn)實驗是過程裝備與控制工程專業(yè)的主要實驗之一。所謂失穩(wěn)是指承受外壓載荷的殼體，當外壓載荷增大到某一數(shù)值時，殼體會突然失去原來的形狀，被壓扁或出現(xiàn)波紋，載荷卸去以后，殼體不能恢復原狀，這樣的現(xiàn)象稱為外壓殼體的失穩(wěn)或屈服。對于壁厚與直徑比很小的薄壁回轉殼，失穩(wěn)時器壁的壓縮應力通常低于材料的比例極限，這種失穩(wěn)稱為彈性失穩(wěn)，本實驗就屬于彈性失穩(wěn)的情況。,外壓容器失穩(wěn)實驗中失穩(wěn)的試件,一、實驗目的：1、觀察薄壁容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定的現(xiàn)象。2、測定圓柱形薄壁容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定的臨界壓力，并與理論值進行比較，以驗證臨界壓力公式。,二、實驗原理： 圓柱形容器在受內壓作用時，當容器的應力超過極限強度時，便引起容器的破壞。對于在某一外壓作用下的容器，往往強度能滿足要求，既容器內的壓應力還未達到材料的極限強度時，殼體突然失去原形而出現(xiàn)被壓癟的現(xiàn)象，此時殼體橫截面由原來的圓形被壓癟呈現(xiàn)幾個波形。薄壁容器在失穩(wěn)前所能承受的最大外壓力稱為臨界壓力，,臨界壓力與波數(shù)決定于容器長度與直徑的比值及壁厚的直徑比值。（對于給定外直徑D0和殼壁厚度t的圓柱殼，波紋數(shù)和臨界壓力主要決定于圓柱殼端部邊緣或周向上約束形式和這些約束之間的距離，既臨界壓力與圓柱殼端部約束之間距離和圓柱殼上兩個剛性元件之間距離L有關。）,按照失穩(wěn)情況，受外壓的圓筒形外殼體有長圓筒、短圓筒之分，長圓筒失效時變形波數(shù)為2，短圓筒試失效時變形波數(shù)大于2。我們用理解長度來劃分長短圓筒，當其長度大于臨界長度則屬于長圓筒范圍，反之屬短圓筒范圍。臨界長度公式為：,剛制長圓筒臨界壓力公式為：,剛制短圓筒臨界壓力公式為,變形波數(shù)：,以上諸公式中：,So圓筒的壁厚，（cm）,D圓筒中徑，（cm）,L 圓筒的長度，（cm）, 泊松比，碳鋼=0.3,（關于以上公式的推導請詳細參閱過程設備設計中第二章、壓力容器應力分析，2.4節(jié)殼體穩(wěn)定性分析中的內容）,三、實驗裝置：（a） ADS801型壓力變送器（b）WAQ2-30V3A直流穩(wěn)壓電源（c） 數(shù)據(jù)采集卡（d） 游標卡尺，測厚儀,四、實驗步驟：,1、 準確測量試件的長度，直徑和壁厚，每隔測量一次取其平均值。,2、 將試件放入實驗裝置的受壓缸中，放入支撐管，將墊圈緊扣在試件邊緣用壓蓋緊固以達到密封的作用。,3、將壓力變送器引出線與數(shù)據(jù)采集卡連接（這里一定要保證連線的正確，否則將損壞實驗儀器），開機調試。,4、 均勻緩慢的升壓，觀察壓力表上的讀數(shù)，指針下跌時壓力既是該容器的臨界壓力，同時觀察計算機所繪的壓力時間曲線圖。,5、 打印實驗結果，關閉儀器，卸壓后取出試件，觀察試件失穩(wěn)現(xiàn)象,五、實驗報告要求,1 、 分析整理記錄數(shù)據(jù)。,2、 按公式計算臨界長度，從而確定容器類型。,3、 計算臨界壓力的理論值