1、,外壓容器的失穩(wěn)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前的預(yù)備知識(shí)：,外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)是過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)的主要實(shí)驗(yàn)之一。所謂失穩(wěn)是指承受外壓載荷的殼體，當(dāng)外壓載荷增大到某一數(shù)值時(shí)，殼體會(huì)突然失去原來(lái)的形狀，被壓扁或出現(xiàn)波紋，載荷卸去以后，殼體不能恢復(fù)原狀，這樣的現(xiàn)象稱(chēng)為外壓殼體的失穩(wěn)或屈服。對(duì)于壁厚與直徑比很小的薄壁回轉(zhuǎn)殼，失穩(wěn)時(shí)器壁的壓縮應(yīng)力通常低于材料的比例極限，這種失穩(wěn)稱(chēng)為彈性失穩(wěn)，本實(shí)驗(yàn)就屬于彈性失穩(wěn)的情況。,外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)中失穩(wěn)的試件,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、觀察薄壁容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定的現(xiàn)象。 2、測(cè)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(jìn)行比較，以驗(yàn)證臨界壓力公式。,二、實(shí)驗(yàn)原理

2、： 圓柱形容器在受內(nèi)壓作用時(shí)，當(dāng)容器的應(yīng)力超過(guò)極限強(qiáng)度時(shí)，便引起容器的破壞。對(duì)于在某一外壓作用下的容器，往往強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求，既容器內(nèi)的壓應(yīng)力還未達(dá)到材料的極限強(qiáng)度時(shí)，殼體突然失去原形而出現(xiàn)被壓癟的現(xiàn)象，此時(shí)殼體橫截面由原來(lái)的圓形被壓癟呈現(xiàn)幾個(gè)波形。薄壁容器在失穩(wěn)前所能承受的最大外壓力稱(chēng)為臨界壓力，,臨界壓力與波數(shù)決定于容器長(zhǎng)度與直徑的比值及壁厚的直徑比值。（對(duì)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(gè)剛性元件之間距離L有關(guān)。）,按照失穩(wěn)情況，受外壓的圓筒形外殼體有長(zhǎng)圓筒、短

3、圓筒之分，長(zhǎng)圓筒失效時(shí)變形波數(shù)為2，短圓筒試失效時(shí)變形波數(shù)大于2。我們用理解長(zhǎng)度來(lái)劃分長(zhǎng)短圓筒，當(dāng)其長(zhǎng)度大于臨界長(zhǎng)度則屬于長(zhǎng)圓筒范圍，反之屬短圓筒范圍。臨界長(zhǎng)度公式為：,剛制長(zhǎng)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(zhǎng)度，（cm）, 泊松比，碳鋼=0.3,（關(guān)于以上公式的推導(dǎo)請(qǐng)?jiān)敿?xì)參閱過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)中第二章、壓力容器應(yīng)力分析，2.4節(jié)殼體穩(wěn)定性分析中的內(nèi)容）,三、實(shí)驗(yàn)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(biāo)卡尺，測(cè)厚儀,四、實(shí)驗(yàn)步驟：,1、 準(zhǔn)確測(cè)量試件的長(zhǎng)度，直徑和壁厚，每隔測(cè)量一次取其平均值。,2、 將試件放入實(shí)驗(yàn)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(dá)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(shí)驗(yàn)儀器），開(kāi)機(jī)調(diào)試。,4、 均勻緩慢的升壓，觀察壓力表上的讀數(shù)，指針下跌時(shí)壓力既是該容器的臨界壓力，同時(shí)觀察計(jì)算機(jī)所繪的壓力時(shí)間曲線圖。,5、 打印實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)閉儀器，卸壓后取出試件，觀察試件失穩(wěn)現(xiàn)象,五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,1 、 分析整理記錄數(shù)據(jù)。,2、 按公式計(jì)算臨界長(zhǎng)度，從而確定容器類(lèi)型。,3、 計(jì)算臨界壓力的理論