[发明专利]一种组合变形力学实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及力学实验技术领域，特别是涉及一种组合变形力学实验装置。

背景技术

目前现有的组合变形力学实验方法和装置，大都仅限于传统的静定结构组合变形，其力学模型单一、测试工况单一、测试内容分析单一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种组合变形力学实验装置，能够实现力学模型多种、测试工况多类、测试方案多样、组桥形式多变的综合设计性实验，对于加强学生综合实践能力培养、激发学生对组合变形结构承载能力评价和优化设计原则的深入思考及理解方面具有积极重要的意义。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种组合变形力学实验装置，包括台架5，薄壁管1的一端用双螺栓紧固于台架5的立臂14上形成固支端，在距离固支端2/3处的薄壁管1的截面上紧密套装有第一滚珠轴承3，在固支端和第一滚珠轴承3之间薄壁管1两个不同横截面的上、下表面各粘贴一枚直角应变花2，薄壁管1的另一悬臂端将扇形框架4固定，扇形框架4的上顶角卡固有柔索6，柔索6串接拉力传感器7和旋轮式加载机构8，柔索6下端紧固于台架5的底座上，第一滚珠轴承3的下方设置有高度可连续调节的螺柱10，螺柱10上端双U形处设置有两只第二滚珠轴承9，螺柱10与旋轮11旋接于支座13上，限位锥销12安装于支座13上并导入螺柱10的限位滑槽中。

本发明构成了不同形式的静不定/静定结构组合变形力学实验装置，可分别开出多方面实验项目，如：静定结构弯曲扭转组合变形力学实验；刚好接触、或过度接触、或欠接触静不定结构弯曲扭转组合变形力学实验；纯扭转变形力学实验。实验时，完全由学生根据实验目的和测试内容要求自主设计实验方案，针对每一个测试工况，将应变花的信号线良好接入放置在实验装置旁边的力应变测试仪的测试通道接线柱，先后组接有实际意义的两个半桥和两个全桥，以便分别测定对应工况下的正应力和切应力分量。该发明既具有力学模型边界条件多种、测试工况多类、测试方案多样、组桥形式多变，还有设计新颖合理、结构紧凑、操作使用方便等优点。尤其是对于加强学生综合实践能力培养、激发学生对组合变形结构承载能力评价和优化设计原则的深入思考及理解方面具有积极重要的意义。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。

一种组合变形力学实验装置，包括台架5，薄壁管1的一端用双螺栓紧固于台架5的立臂14上形成固支端，在距离固支端2/3处的薄壁管1的截面上紧密套装有第一滚珠轴承3，在固支端和第一滚珠轴承3之间薄壁管1两个不同横截面的上、下表面各粘贴一枚直角应变花2，薄壁管1的另一悬臂端上通过键和螺栓将扇形框架4固定，扇形框架4的上顶角卡固有柔索6，柔索6串接拉力传感器7和旋轮式加载机构8，柔索6下端紧固于台架5的底座上，第一滚珠轴承3的下方设置有高度可连续调节的螺柱10，螺柱10上端双U形处设置有两只第二滚珠轴承9，使得两只第二滚珠轴承9顶面高度相同、中面保持在同一个平面内；螺柱10与旋轮11旋接于支座13上，限位锥销12安装于支座13上并导入螺柱10的限位滑槽中，防止调整高度时，螺柱10上端的双U形处转动。

本发明的工作原理为：

当两只第二滚珠轴承9不接触第一滚珠轴承3或扇形框架4的圆弧，可实现静定结构弯曲扭转组合变形力学实验，选定两枚应变花2中的应变计信号线良好接入力应变测试仪的测试通道接线柱，先后组接两个半桥和两个全桥，载荷为零时，将位移传感器的磁性表座稳定地放置于台架5上，再将位移传感器的触头垂直良好接触于扇形框架4的圆弧上顶面位置，实施位移、力和应变清零，旋转加载机构8施加载荷，分别测定正应力和切应力分量；当旋转手轮11调节两只第二滚珠轴承9与第一滚珠轴承3处于刚好接触(或过度接触、或欠接触)，可实现静不定结构弯曲扭转组合变形力学实验，先后同样组接两个半桥和两个全桥，载荷为零时，实施位移、力和应变清零，旋转加载机构8施加载荷，分别测定正应力和切应力分量；当旋转手轮11调节两只第二滚珠轴承9与扇形框架4的圆弧位置处于刚好接触，可实现纯扭转变形力学实验，先后同样组接两个半桥和两个全桥，载荷为零时，实施位移、力和应变清零，旋转加载机构8施加载荷，分别测定正应力和切应力分量。进行静不定/静定结构组合变形力学实验各测试工况，分别测定和计算两次不同载荷之差值对应的应变值，按照平面主应力计算关系式确定实验结果，并分析和比较不同力学模型、测试工况、测试方案及组桥形式的结果，结合薄壁管1的危险截面位置发生改变、变形形式发生变化、可承受最大载荷值提高、最大挠度减小等情况，厘清其承载能力评价涉及的要素和优化设计参数选取的原则。