外壓圓筒失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、試驗(yàn)?zāi)康?.觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定性后的形態(tài)。2.測(cè)定圓筒形容器失去穩(wěn)定性時(shí)的臨界壓力并與理論值相比較。二、試驗(yàn)原理圓筒形容器在外壓作用下，常因剛度不足使容器失去原有形狀，即被壓扁或折曲成波形，這就是容器的失穩(wěn)現(xiàn)象，容器失去穩(wěn)定性時(shí)的外壓力，成為容器的臨界壓力，用表示。圓筒形容器失去穩(wěn)定性后，其橫截面被折成波形，波數(shù)可能是1，2，3，4，……等任意整數(shù)，如圖1所示。圖1圓筒形容器失去穩(wěn)定后的形狀容器承受臨界值的外壓力而失去穩(wěn)定性，決非是由于容器殼體本身不圓的緣故，即是絕對(duì)圓的殼體也會(huì)失去穩(wěn)定性。當(dāng)然如殼體不圓（具有橢圓度）容器更容易失穩(wěn)，即它的臨界壓力值會(huì)下降。根據(jù)外壓容器筒體的長(zhǎng)短，可分為長(zhǎng)圓筒，短圓筒和剛性圓筒三種，剛性圓筒一般具有足夠的剛度，可不必考慮穩(wěn)定性問題。但長(zhǎng)圓筒，短圓筒必須進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，它們的臨界壓力值大小主要與厚壁()，外直徑()，長(zhǎng)度（）有關(guān)。亦受材料彈性模數(shù)()，泊桑比()影響。所謂長(zhǎng)圓筒，短圓筒之分，并不是指它們的絕對(duì)長(zhǎng)度，而是與直徑壁厚有關(guān)的相對(duì)長(zhǎng)度。一般長(zhǎng)圓筒、短圓筒之間的劃分用臨界長(zhǎng)度表示。如容器長(zhǎng)度>為長(zhǎng)圓筒，反之為短圓筒。臨界長(zhǎng)度由下式確定：長(zhǎng)圓筒：長(zhǎng)圓筒失穩(wěn)時(shí)的波數(shù)=2，臨界壓力僅與有關(guān)，而與無關(guān)。值可由下式計(jì)算：短圓壁：短圓筒失去穩(wěn)定性時(shí)，波數(shù)>2，如為3，4，5……，其波數(shù)可近似為：臨界壓力可由下式計(jì)算：對(duì)于外壓容器臨界壓力的計(jì)算，有時(shí)為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，可借助于一些現(xiàn)成的計(jì)算圖來進(jìn)行。6767891圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實(shí)驗(yàn)1.橫梁2.壓緊螺母3.圖2外壓圓筒失穩(wěn)裝置實(shí)驗(yàn)1.橫梁2.壓緊螺母3.密封螺母4.壓緊法蘭5.墊片6.外壓圓筒7.心軸8.圓筒底墊塊9.透明容器10.臺(tái)1045102344四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1.測(cè)量試件的有關(guān)參數(shù)：壁厚()，直徑()，長(zhǎng)度（）。用千分卡測(cè)壁厚，用游標(biāo)卡尺測(cè)內(nèi)直徑（便于精確測(cè)量）和長(zhǎng)度，外直徑由內(nèi)直徑加壁厚得到。各參數(shù)分別測(cè)量?jī)傻饺?，?jì)算時(shí)取平均值。2.按圖二所示安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，先用手搖泵將透明容器內(nèi)的水升至容器的約三份之二處；將外壓圓筒試件6置于平板頂蓋上，試件與平頂蓋間用墊片5密封（試件折邊上下各放一墊片）；用壓緊法蘭4通過四個(gè)密封螺母2將試件壓緊到平板頂蓋上。3.將圓筒底墊塊8(一大一小)置于外壓圓筒底部，把用心軸7置于圓筒底墊塊的中心孔中，再將橫梁1壓在心軸7上，通過兩個(gè)壓緊螺母2上緊(用手旋緊既可)；以此抵消試件承受的軸向載荷。4.用手搖泵緩慢升壓至試件破壞為止（試件破壞時(shí)有輕微的響聲），記下容器的失穩(wěn)壓力（即有輕微響聲時(shí)的瞬間壓力，此壓力為臨界壓力）。失穩(wěn)后不可再升壓。5.打開手搖泵的開關(guān)卸壓，待壓力為零后取出試件，觀察失穩(wěn)后試件的形狀并記下波紋數(shù)。6.關(guān)上手搖泵的開關(guān)，清理好實(shí)驗(yàn)備件和工具。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)