川大过控-专业实验--实验报告----外压失稳定性试验.docx

过程装备与控制工程专业实验实验报告实验名称：受外压薄壁圆筒失稳定型实验报告人姓名：囿强学号：0843082120班级:过程装备与控制工程3班一、 实验目的1、观察外压失稳现象、失稳时只是压力的变化、通体形状的变化;2、测出实验用圆筒的临界压力并与理论值比拟；3、观察失稳后的波形和波数；4、讨论临界压力，波数的因素二、 实验装置及材料实验设备有：油槽、输油泵，加压泵，加压缸，及相应的阀门。实验材料为小的锌制圆筒所用工具：有游标卡尺、及翻边用的相关工具三、 实验原理根据相似理论和类比，用小试件模拟外压圆筒的失稳现象。让圆筒内与空气相通, 在外外表施加逐渐增大的压力，直到圆筒失稳，这是压力表的度数即为临界压力（最大 读数），取出圆通，即可观察其失稳后的形状和波形、波数。对于受外压的薄壁圆筒临界压力和波束可以通过以下计算。d 2.59£（S / 产5P = Pa)7 06( / S) (Z2 /本实验修正后为:P = 2, / 呼丁 cr L / D)7. 14( / S) (孑 /2实验中所用圆筒材料是锌，可取u=0.27,夕= 6.38x1010四、 实验步骤1、打毛刺，测试件壁厚S2、翻边3nlm测量圆筒尺寸和计算圆度所要测量的尺寸有:L、Dmax > Dmin其中。圆度计算公式如下：D - D .e =业 x 100%D其中妫公称直径3、检查各装置的初始状态是否正确，如压力表是否为0,阀门是否灵活且处于正确的 开启状态。4、气密性，可通过气密性实验测试油缸是否漏油。5、安装，把圆筒放入油罐中，用垫片密封，并用螺钉支撑，一起到限制其轴向方向的 变形。6、加油及加压，把又加入油杯，然后慢慢的把油压入缸内，观察压力表的度数变化, 逐渐增加压力，直到听到响声，压力表度数回落，圆筒即已失稳。7、泄压后，拿出圆筒，观察其变形。8、计算理论临界压力波数。五、实验数据记录表1试件的尺寸记录DmaxDminDSLe32. 2632.30300.3553.940.13%表2试件失稳情况理论值实测值PernPern10.043.737.94实验现象记录：1、当圆筒失稳前，往缸内注油压力表读书会不断上升。2、失稳的一瞬间，发出爆炸声，压力表度数直线回落。3、取出圆筒后，观察其有四个波。且往内凹4、圆筒内也进了少量的油。六、 数据处理D - D .32. 30 - 32. 26e = 3皿 x 100% = x 100% = 0. 13%D30根据公式理论临界压力为:P J"：cr L / D53. 94 / 32. 282. 3 x 6. 38 x 1010(0. 35 / 32. 28)2-5 10. 15 MPa工田、人37. 14( / S) 7. 14(32. 28 / 0. 35)3. 73工4个理论波数n =力 = -丫 才 /2，59. 432 / 32. 282P -P 110 7-7 9误差计算 n = cr =x 100%=26. 16%P 10.7 cr七、结果讨论及误差分析1、由于实验属于是一个半定性的实验，实验结果还在接受范围，实验产生的误差主要 来源于：圆筒本生的缺陷，应为代入公式计算的E都是理论参数，而且公式的修正系数 对具体实验也有一定的误差。特别是筒体的不圆度对实验结果影响较大。实验的测量误差，特别是读压力表读数时，由于使用人工度数，且最大压力停 留时间短暂，所以误差较大。 实验中的密封不是很好，圆筒中进了一定的油，影响实验结果。2、解释试验后压力变化及试件变形情况失稳后压力急剧下降，是由于失稳后圆筒变形，体积减小，而油缸装油的体积 就变大了，从而使压力然减小。试件变形为4个波，这是由于试件是一短圆筒。3、影响临界压力的因素；从计算公式可看出，影响临界压力因素有圆筒材料、长度、直径、厚度，还有支撑方式、受力情况、缺陷等4、轴向支撑对圆筒临界压力和波数的影假设轴向方向不支撑，圆筒受到轴向的压应力，有可能回引起轴向失稳，可能出现很 多波，同时地面受到很大的平板应力，使其地面凹陷，也可能导致破坏或提前失稳。