[發明專利]一種組合變形力學實驗裝置

有效

• 申請號: 201110341851.9
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102426807A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 侯德門;趙挺;殷民;劉光遠;黃鶯;徐志敏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及力學實驗技術領域，特別是涉及一種組合變形力學實驗裝置。

背景技術

目前現有的組合變形力學實驗方法和裝置，大都僅限于傳統的靜定結構組合變形，其力學模型單一、測試工況單一、測試內容分析單一。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種組合變形力學實驗裝置，能夠實現力學模型多種、測試工況多類、測試方案多樣、組橋形式多變的綜合設計性實驗，對于加強學生綜合實踐能力培養、激發學生對組合變形結構承載能力評價和優化設計原則的深入思考及理解方面具有積極重要的意義。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種組合變形力學實驗裝置，包括臺架5，薄壁管1的一端用雙螺栓緊固于臺架5的立臂14上形成固支端，在距離固支端2/3處的薄壁管1的截面上緊密套裝有第一滾珠軸承3，在固支端和第一滾珠軸承3之間薄壁管1兩個不同橫截面的上、下表面各粘貼一枚直角應變花2，薄壁管1的另一懸臂端將扇形框架4固定，扇形框架4的上頂角卡固有柔索6，柔索6串接拉力傳感器7和旋輪式加載機構8，柔索6下端緊固于臺架5的底座上，第一滾珠軸承3的下方設置有高度可連續調節的螺柱10，螺柱10上端雙U形處設置有兩只第二滾珠軸承9，螺柱10與旋輪11旋接于支座13上，限位錐銷12安裝于支座13上并導入螺柱10的限位滑槽中。

本發明構成了不同形式的靜不定/靜定結構組合變形力學實驗裝置，可分別開出多方面實驗項目，如：靜定結構彎曲扭轉組合變形力學實驗；剛好接觸、或過度接觸、或欠接觸靜不定結構彎曲扭轉組合變形力學實驗；純扭轉變形力學實驗。實驗時，完全由學生根據實驗目的和測試內容要求自主設計實驗方案，針對每一個測試工況，將應變花的信號線良好接入放置在實驗裝置旁邊的力應變測試儀的測試通道接線柱，先后組接有實際意義的兩個半橋和兩個全橋，以便分別測定對應工況下的正應力和切應力分量。該發明既具有力學模型邊界條件多種、測試工況多類、測試方案多樣、組橋形式多變，還有設計新穎合理、結構緊湊、操作使用方便等優點。尤其是對于加強學生綜合實踐能力培養、激發學生對組合變形結構承載能力評價和優化設計原則的深入思考及理解方面具有積極重要的意義。

附圖說明

圖1是本發明的立體結構示意圖。

圖2是本發明的主視圖。

圖3是本發明的側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作詳細敘述。

一種組合變形力學實驗裝置，包括臺架5，薄壁管1的一端用雙螺栓緊固于臺架5的立臂14上形成固支端，在距離固支端2/3處的薄壁管1的截面上緊密套裝有第一滾珠軸承3，在固支端和第一滾珠軸承3之間薄壁管1兩個不同橫截面的上、下表面各粘貼一枚直角應變花2，薄壁管1的另一懸臂端上通過鍵和螺栓將扇形框架4固定，扇形框架4的上頂角卡固有柔索6，柔索6串接拉力傳感器7和旋輪式加載機構8，柔索6下端緊固于臺架5的底座上，第一滾珠軸承3的下方設置有高度可連續調節的螺柱10，螺柱10上端雙U形處設置有兩只第二滾珠軸承9，使得兩只第二滾珠軸承9頂面高度相同、中面保持在同一個平面內；螺柱10與旋輪11旋接于支座13上，限位錐銷12安裝于支座13上并導入螺柱10的限位滑槽中，防止調整高度時，螺柱10上端的雙U形處轉動。

本發明的工作原理為：

當兩只第二滾珠軸承9不接觸第一滾珠軸承3或扇形框架4的圓弧，可實現靜定結構彎曲扭轉組合變形力學實驗，選定兩枚應變花2中的應變計信號線良好接入力應變測試儀的測試通道接線柱，先后組接兩個半橋和兩個全橋，載荷為零時，將位移傳感器的磁性表座穩定地放置于臺架5上，再將位移傳感器的觸頭垂直良好接觸于扇形框架4的圓弧上頂面位置，實施位移、力和應變清零，旋轉加載機構8施加載荷，分別測定正應力和切應力分量；當旋轉手輪11調節兩只第二滾珠軸承9與第一滾珠軸承3處于剛好接觸(或過度接觸、或欠接觸)，可實現靜不定結構彎曲扭轉組合變形力學實驗，先后同樣組接兩個半橋和兩個全橋，載荷為零時，實施位移、力和應變清零，旋轉加載機構8施加載荷，分別測定正應力和切應力分量；當旋轉手輪11調節兩只第二滾珠軸承9與扇形框架4的圓弧位置處于剛好接觸，可實現純扭轉變形力學實驗，先后同樣組接兩個半橋和兩個全橋，載荷為零時，實施位移、力和應變清零，旋轉加載機構8施加載荷，分別測定正應力和切應力分量。進行靜不定/靜定結構組合變形力學實驗各測試工況，分別測定和計算兩次不同載荷之差值對應的應變值，按照平面主應力計算關系式確定實驗結果，并分析和比較不同力學模型、測試工況、測試方案及組橋形式的結果，結合薄壁管1的危險截面位置發生改變、變形形式發生變化、可承受最大載荷值提高、最大撓度減小等情況，厘清其承載能力評價涉及的要素和優化設計參數選取的原則。