一、产品简介
“压弯构件屈曲（失稳）演示教具”是结构力学与材料力学教学中用于直观演示受压杆件失稳（屈曲）现象及其影响因素规律的专用教学装置。
该教具通过可调支承与加载机构，能够模拟不同边界条件（铰支、固支、自由端）下构件的稳定性变化，直观展示细长比、加载偏心距、材料刚度等因素对构件屈曲临界荷载的影响。
装置结构稳固、操作简便、演示效果明显，是高校结构力学、材料力学、工程力学、钢结构设计等课程中关于结构稳定性教学的重要实验模型。
二、主要功能
-
直观演示受压杆屈曲失稳过程：
-
通过加载构件轴向压力，观察由弹性压缩到屈曲的全过程；
-
形象展示“压弯”转变与“临界失稳点”出现的过程。
-
-
可模拟多种边界条件：
-
通过更换支座形式，实现两端铰支、两端固支、一端固一端铰等不同约束条件；
-
对比不同边界下的临界荷载大小差异。
-
-
可调加载偏心与细长比：
-
可调偏心加载装置，用于展示初始弯曲与受力偏心引起的屈曲现象；
-
支撑间距可变，模拟不同细长比构件的稳定性变化。
-
-
演示屈曲模式与后屈曲变形形态：
-
可通过刻度尺与位移传感器观测屈曲曲线；
-
明确屈曲方向、位移增长与二阶效应现象。
-
三、可开展实验
| 实验项目 | 实验内容 | 教学目标与现象 |
|---|---|---|
| 实验一：受压构件屈曲现象演示 | 对直杆轴压加载 | 观察从线弹性压缩到屈曲转折点的全过程 |
| 实验二：边界条件对稳定性的影响 | 分别采用铰支、固支、固铰等约束 | 对比临界荷载变化规律 |
| 实验三：细长比影响规律 | 改变有效长度L | 实验验证屈曲临界力与1/L²关系 |
| 实验四：偏心加载与初弯曲影响 | 调整加载偏心距 | 观察压弯构件的二阶效应与非对称屈曲 |
| 实验五（扩展）：材料刚度与截面形状影响 | 更换构件截面（矩形、槽钢等） | 分析EI变化对屈曲临界荷载的影响 |
四、技术参数
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 主体结构 | 压弯组合构件 + 可调支承底座 |
| 材料 | 高强度铝合金或结构钢（可选） |
| 支座形式 | 铰支、固支、固铰可快速切换 |
| 加载方式 | 砝码加载 / 丝杆加力机构（0–1000 N） |
| 位移测量 | 百分表或位移传感器（精度 0.01 mm） |
| 偏心调节范围 | 0–20 mm 连续可调 |
| 有效长度调节范围 | 200–600 mm 可变 |
| 模型尺寸 | 约 800 × 300 × 100 mm |
| 实验精度 | 临界力测量误差 ≤ 5% |
| 适用课程 | 材料力学、结构力学、钢结构设计、实验力学 |
| 使用对象 | 高校教师、学生、科研实验室、教学中心 |
五、产品优势
-
演示过程安全、直观：可肉眼清晰观察屈曲临界状态与变形曲线；
-
教学对比性强：支持多种边界条件切换与加载方式调整；
-
可量化测量：配置高精度测量装置，数据可与理论值比对；
-
结构稳固、耐用可靠：采用铝合金与钢制构件，寿命长、维护少；
-
模块化扩展性：可与“压杆稳定性测试仪”“材料弹性模量实验装置”配合使用。
六、应用范围
-
高等院校土木、桥梁、建筑、机械工程类课程教学；
-
材料力学、结构力学实验教学中心；
-
工程结构设计与屈曲分析教学演示；
-
科研验证、结构稳定性可视化实验。
