[實用新型]多功能材料力學實驗裝置

無效

• 申請號: 201020613430.8
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN201853397U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 劉榮慶;董愛民;向東德;劉政
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10;G01N3/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本實用新型涉及一種力學實驗裝置，尤其涉及一種多功能材料力學實驗裝置。

背景技術

根據國家教委批準頒布的材料力學課程教學基本要求，材料力學實驗教學大綱規定了必做的十二個實驗，并且要求每個實驗人數為二人一組實施，為完成這些基礎實驗學校需要配備各種臺套的儀器設備，而目前大部分實驗設備單一使用，單臺設備只能做1-2個實驗項目，為此需要為材料力學實驗研制出一種操作簡單，應用范圍廣泛實用的專用多功能實驗裝置。

發明內容

本實用新型的目的在于提供了一種多功能材料力學實驗裝置，該實驗裝置克服現有實驗設備一機不能多用的缺陷，通過換裝四種梁，可完成材料力學實驗教學大綱的九個實驗內容，所加載荷大小直接從顯示器讀出，并以牛頓（N）為單位的形式顯示，最小分辨率為1牛頓（1N）。

本實用新型是這樣來實現的，它包括手輪、加載螺桿、導向螺母套、壓力傳感器、加壓圓頭、7字型加載立柱、梁支撐面ⅰ、梁支撐面ⅱ、靜態電阻應變儀、顯示器、等強度梁、純彎曲梁、彎扭組合梁、彎曲變形梁、通用底座、調平螺桿，其特征是通用底座上連有7字型加載立柱，7字型加載立柱的頂端壓入導向螺母套，加載螺桿螺紋連接導向螺母套，加載螺桿的上端與手輪固定連接，加載螺桿的下端與壓力傳感器平面滑動連接，壓力傳感器下端連接加壓圓頭，梁支撐面ⅰ和梁支撐面ⅱ安裝在通用底座上并且距離可調節，梁支撐面ⅰ和梁支撐面ⅱ上可放置等強度梁、純彎曲梁、彎扭組合梁或彎曲變形梁，壓力傳感器上的電阻應變片的信號輸入連接顯示器，等強度梁、純彎曲梁、彎扭組合梁或彎曲變形梁上的應變值輸入連接靜態電阻應變儀，通用底座的底面四端分別連有調平螺桿。

本實用新型的技術效果是：克服了現有實驗設備一機不能多用的缺陷，通過換裝四種梁，可完成材料力學實驗教學大綱的九個實驗內容，它是以牛頓（N）為單位來顯示壓力的大小，最大加載負荷1500N，該裝置采用螺旋傳動手輪人工加載的特點，加載速度1mm/轉，可方便地控制上升和下降，更具有體積小、結構簡潔，加載平穩準確，易于拆卸，力值數顯等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

在圖中，1.手輪?2.加載螺桿?3.導向螺母套?4.壓力傳感器?5.加壓圓頭?6.7字型加載立柱?7.梁支撐面ⅰ??8.梁支撐面ⅱ??9.通用底座??10.調平螺桿?11.靜態電阻應變儀?12.顯示器。

具體實施方式

如圖1所示，通用底座（9）中間一側垂直設有7字型加載立柱（6），7字型加載立柱（6）頂端壓入導向螺母套（3）固定，加載螺桿（2）上端與手輪（1）固定連接，下端與壓力傳感器（4）平面滑動連接，壓力傳感器（4）下端連接加壓圓頭（5），在等強度梁（13）、純彎曲梁（14）、彎扭組合梁（15）上均貼有電阻應變片并與靜態電阻應變儀（11）連接，梁支撐面ⅰ（7）和梁支撐面ⅱ（8）用于安放純彎曲梁和彎曲變形梁，梁支撐面ⅰ（7）或梁支撐面ⅱ（8）用于安裝等強度梁和彎扭組合梁，順時針轉動手輪（1）時，加載螺桿（2）在導向螺母套（3）內旋轉向下運動，并帶動壓力傳感器（4）和壓力圓頭（5）向下運動，當壓力圓頭（5）向下接觸到梁時，壓力傳感器（4）產生彈性變形應變片的信號輸入顯示器（12）顯示力值，同時梁上應變片的應變值通過靜態電阻應變儀（11）顯示出來。

在圖1所示的實施例中，將等強度梁安裝固定在梁支撐面ⅰ（7）或梁支撐面ⅱ（8）上，可做等強度梁變截面上多個截面的應力對比證實其等強度實驗，電阻應變片靈敏系數K值的標定實驗，電橋三種橋路（四分之一橋、半橋、全橋）的組橋練習實驗。將純彎曲梁放在梁支撐面ⅰ（7）或梁支撐面ⅱ（8）上，可做彎曲梁上正應力測定及應力分布規律實驗，材料彈性常數E及泊松比μ的測定實驗。將彎扭組合梁安裝固定在梁支撐面ⅰ（7）或梁支撐面ⅱ（8）上，可做彎扭組合主應力大小及方向的測定實驗，彎扭組合變形下橫截面上內力素（彎矩、扭矩、剪力）的測定實驗，扭轉剪切彈性常數G的測定實驗。將彎曲變形梁放在梁支撐面ⅰ（7）或梁支撐面ⅱ（8）上，可做三種梁彎曲變形時中點撓度與端截面轉角的大小測定和對比實驗。

工作原理是：由手輪、加載螺桿、導向螺母套、壓力傳感器組成了該裝置的加載系統，用手動加載來控制速度。順時針轉動手輪時，加載螺桿在導向螺母套內旋轉向下運動，并帶動壓力傳感器和加壓圓頭向下運動可加載，逆時針轉動手輪時，壓力傳感器和加壓圓頭向上運動可卸載。壓力傳感器內有一薄壁彈性襯套作感應體，將八片電阻應變片粘貼到彈性襯套四個對稱表面上并組成全橋測量電橋。當梁受力后，彈性襯套也受力并產生微小變形時，彈性襯套上應變片的阻值就會增加或減少，將這個阻值信號分別接入顯示器里的電橋放大電路，電橋就輸出一個放大了四倍的信號，把電橋放大的信號輸入到放大電路，通過A/D模數轉換電路，再輸入到顯示電路，顯示器顯示加載負荷的大小。同時梁也產生微小變形，梁上的電阻應變值通過靜態電阻應變儀顯示，根據應變值和計算公式，可計算出不同梁上應力的大小。