實驗七外壓容器失穩實驗一、 實驗目的1、 觀察圓筒型試件在外壓作用下的失穩過程和失穩破壞后的形狀；2、 驗算圓筒形試件失穩破壞時的臨界壓力并與試件失穩的實測值比較；3、 驗算上述圓筒形試件中部設有加強圈后的權形數與臨界外壓。二、 基本理論在外壓作用下的薄壁容器器壁內的應力還未達到材料的屈服極限時。容器會突然產生現象而喪失容器原有形狀。使容器喪失穩定性的外壓力稱為該容器的臨界壓力Pcr.圓筒形容器變形后的形狀呈多波形其波形數。可能是2、3、4???.容器承受臨界外壓作用而喪失穩定性。并不是由于殼體的不園度或材料不均勻等所致，即使殼體的幾何形狀很規整，材料很均勻。當外壓力達到一定數值時。也會產生失穩現象。當然殼體不園，材料不均勻能使其失穩的臨界壓力值降低。外壓容器失穩的臨界壓力Pcr的大小取在于容器長度與直徑之比（L/D）和容器壁辱與直徑之比（S/D）。園筒形容器按失穩后的破壞情況可分為三類：1、 長圓筒----這種圓筒得L/D值比較大，臨界壓力Pcr僅與S/D有關，而L/D無關，失穩后的波形數為2；2、 短園筒----筒體兩端的邊界影響顯著，臨界壓力不僅與S/D有關,而且與L/D也有關,失穩后的波形數n為大于2的整數；3、 剛性園筒----此園簡的破壞系由于器壁內的應力超過材料的屈服極限所致，在這之前不會發生失穩，計算時滿足強度要求即可。三、 臨界壓力Pcr理論計算公式1、臨界長度：Lcr=1.11Do2、長圓筒：Pcr=2.2E2、長圓筒：Pcr=2.2E3/S、〈〉2.5一 D3、短圓筒：Pcr=2.59E 3、LD4、許用外壓力:[p]=BSe/Do四、實驗裝置及試件1、實驗裝置本實驗使用的裝置如圖1所示。圖7-1外壓試驗裝置圖1-氣瓶；2-氣瓶瓶閥；3-減壓閥；4-放空閥；5-進氣閥；6-下端蓋；7-試件；

8-支撐架；9-支撐座；10-小蓋；11-上端蓋；12-透明簡體；13-壓力表實驗裝置的主體會透明有機玻璃圓筒和平頂蓋構成，實驗時可將試件裝在試件支承座上，并用橡膠密封圖把試件的內外腔隔開。試件支承座的中心開有透氣孔能使試件內臟與大氣相通，實驗進行時將有機玻璃罐與壓力源接通，罐內壓力就逐漸升高。試驗罐內的試件就處于承受外壓載荷的狀態。當壓力升高到某一值時，試件就會突然發生失穩破壞.為了消除軸向載荷對試件失穩壓力的影響，在試件內可以放入支撐架，還可利用有中間加強環的支撐架進行減小試件長度后的失穩實驗。2、試件罐頭盒桶坯材質：鍍錫薄鐵皮公稱尺寸：直徑（P0mm，長度80mm或115mm，壁厚0.2?0.25mm。五、實驗步驟實驗前應先檢查氣源，為此應向逆時針方向旋松減壓閥的手柄。開啟實驗裝置上的放空閥，關閉送氣閥。確認上述操作無誤時，按逆時針方向開啟高壓氣瓶頂端的氣瓶瓶閥，若減壓閥上的高壓壓力表指示出的壓力高于室溫下二氧化碳的飽和蒸汽壓時，表示氣瓶內有足夠的液態二氧化碳可供實驗使用。實驗的具體步驟如下：1、 在試件的底部編有編號；2、 測量并記錄試件的外徑和長度，測量外徑時應注意防止試件發生變形；3、 從實驗罐上取出支撐座，在支撐座上組裝支撐架，測量支撐架的有效高度；4、 將試件裝到支撐座上.注意使密封圈嵌入試件的口內；5、 把試件裝入試驗罐，用小蓋把支撐座壓緊到上蓋上，旋緊螺母時注意應使各螺栓均勻受力，防止支撐座被壓偏；6、 按逆時針方向旋松減壓閥手柄，關閉試驗罐的放空闊和開啟進氣閥；7、 按順時針方向轉動減壓問手柄，使試驗罐內的壓力平穩上升。升壓速度不宜過快，以免讀不準該件的實測失穩壓力，升壓要注意壓力表的指示值和試件。當觀察到試件失穩時即停止升壓并讀出壓力指表示出的最高壓力，此即試件的實測失穩壓力，應記入記錄；8、 按逆時針方向旋松減壓閥手柄，關閉試驗罐的進氣閥和開啟放空閥；9、 從試驗罐內取出失穩后的試件，取出試件內的支撐架另件，測量并記錄試件的壁厚，觀察并記錄試件失穩后的波形數；10、 實驗完畢后關閉氣瓶上的瓶閥。六、 注意事項實驗進行過程中。只當試驗罐內為常壓時才允許接近試驗罐。當試驗罐內的壓力高于大氣壓力時只允許隔著有機玻璃屏風觀察試驗罐內的