[發(fā)明專利]一種材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310057708.6
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103149077A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 古濱;張衛(wèi)東;彭俊文
• 申請（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G09B23/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺。

背景技術(shù)

工科高校中的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中的各類實(shí)驗(yàn)，都要配置相關(guān)的加載裝置以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)工況，方能展開相關(guān)實(shí)驗(yàn)與試驗(yàn)，比如材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的純彎曲實(shí)驗(yàn)、彎扭實(shí)驗(yàn)、偏心拉壓實(shí)驗(yàn)等,就要配置相應(yīng)的加載裝置，但因其載荷方式、約束方式、截面形狀等過于單一，與材料力學(xué)理論課中學(xué)生所接觸到的形式多樣的各種載荷、各種約束、各種截面形狀的相關(guān)內(nèi)容形成較大的落差，使教師和學(xué)生誤以為材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)只能實(shí)現(xiàn)材料力學(xué)理論課中的極少部分最簡單的情形，造成師生都對此缺乏興趣、不予以重視的后果。

目前，工科高校材料力學(xué)設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中的真正反映材料力學(xué)基本面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還很少，參與的學(xué)生也很少，這與各校較大的投入之間產(chǎn)生了較大的落差，因此，提高設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的受益面、普及率已成為基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)工作者共同面臨的一項(xiàng)重要課題；現(xiàn)有的加載裝置都是將單一集中載荷P直接作用于試件上的加載方式，不能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工況，這與材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)分析理論課中學(xué)生所接觸到的的多樣的載荷工況（集中載荷、分布載荷、集中力偶載荷）之間形成較大的落差，不利于拉近實(shí)驗(yàn)與理論之間的距離，不利于激發(fā)學(xué)生主動參與設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的熱情，不利于工科高校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的普及化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于利用一種材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，旨在解決現(xiàn)有傳統(tǒng)材料力學(xué)非破壞性實(shí)驗(yàn)中單一集中載荷P直接作用于試件上的加載方式、且約束方式、截面形狀及材料過于單一的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，所述材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺包括：任意分布載荷的加載裝置、不同載荷方向的實(shí)現(xiàn)裝置、各種約束方式的實(shí)現(xiàn)裝置、各種截面形狀桿件的旋轉(zhuǎn)加載承力裝置和各種截面桿件的組合連接的實(shí)現(xiàn)裝置。

進(jìn)一步、所述任意分布載荷的加載裝置包括：上橫框梁、可移動加載小車、蝸桿加載箱、加載手柄、絲桿、力傳感器、導(dǎo)桿、直線軸承、上導(dǎo)板、可調(diào)彈簧、彈簧預(yù)壓量標(biāo)度樣條、預(yù)壓彈簧調(diào)節(jié)螺母、彈簧限位螺桿、下導(dǎo)板、彈性墊片、實(shí)驗(yàn)梁體、多功能鉸支座、導(dǎo)桿法蘭支座、下橫梁框；所述上橫梁框設(shè)置在所述任意分布載荷的加載裝置的最上端，所述可移動加載小車連接所述上橫梁框，設(shè)置在所述上橫梁框的下側(cè)，蝸桿加載箱安裝在所述可移動加載小車的下方，所述加載手柄設(shè)置在所述蝸桿加載箱的一側(cè)，所述力傳感器設(shè)置在所述蝸桿加載箱的末端，所述導(dǎo)桿在所述任意分布載荷的加載裝置的兩側(cè)設(shè)置，所述直線軸承設(shè)置在所述上導(dǎo)板和下導(dǎo)板，所述可調(diào)彈簧設(shè)置在所述上導(dǎo)板和下導(dǎo)板之間，所述彈簧預(yù)壓量標(biāo)度樣條設(shè)置在所述可調(diào)彈簧的下面，所述預(yù)壓彈簧調(diào)節(jié)螺母設(shè)置在所述所述彈簧預(yù)壓量標(biāo)度樣條的下面，所述彈簧限位螺桿貫穿所述可調(diào)彈簧的中間，所述多功能鉸支座和導(dǎo)桿法蘭支座設(shè)置在所述下橫梁框上，所述實(shí)驗(yàn)梁體設(shè)置在所述多功能鉸支座，所述彈性墊片設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)梁體的表面。

進(jìn)一步、所述可移動加載小車通過導(dǎo)軌與上橫梁框連接。

進(jìn)一步、所述力傳感器通過絲杠連接蝸桿加載箱。

進(jìn)一步、所述不同載荷方向的實(shí)現(xiàn)裝置包括承力扣環(huán)、可旋轉(zhuǎn)固定端支座、蝸桿加載箱、實(shí)驗(yàn)梁體；所述承力扣環(huán)連接所述實(shí)驗(yàn)梁體，所述實(shí)驗(yàn)梁體連接所述可旋轉(zhuǎn)固定端支座，所述蝸桿加載箱連接所述承力扣環(huán)。

進(jìn)一步、所述各種約束方式的實(shí)現(xiàn)裝置包括實(shí)驗(yàn)梁體、圓鍵軸、球面旋轉(zhuǎn)套環(huán)。

進(jìn)一步、所述各種截面形狀桿件的旋轉(zhuǎn)加載承力裝置包括可調(diào)固緊螺栓和承力扣環(huán)；所述承力扣環(huán)上設(shè)置所述可調(diào)固緊螺栓。

進(jìn)一步、所述各種截面桿件的組合連接的實(shí)現(xiàn)裝置包括剛接頭、圓筒旋轉(zhuǎn)套圈；所述圓筒旋轉(zhuǎn)套圈設(shè)置在所述剛接頭的接口處。

進(jìn)一步、所述剛接頭可以通過所述圓筒旋轉(zhuǎn)套圈插入所述實(shí)驗(yàn)梁體，所述實(shí)驗(yàn)梁體的截面形狀可以是方形、圓形、T形、工字形、槽形等各種形狀。

本發(fā)明提供的材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，可完成材料力學(xué)理論教材和作業(yè)中所涉及到大部分情形（形式多樣的載荷方式、約束方式、截面形狀及材料種類）的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)；這使得學(xué)生在材料料力學(xué)理論的學(xué)習(xí)過程中，可隨時(shí)把自已感興趣的題目或思考的問題拿到實(shí)驗(yàn)室去重現(xiàn)、去驗(yàn)證、去設(shè)計(jì)、去深入研究，進(jìn)入“邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐、邊研究”的良性循環(huán)的新模式，從而打破了傳統(tǒng)規(guī)定動作式的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑ぐl(fā)了學(xué)生自主設(shè)計(jì)、主動參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的熱情，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力；拉近理論與實(shí)驗(yàn)之間的距離的同時(shí)，也就促進(jìn)的材料力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)二者間的融合與統(tǒng)一；因此，在國內(nèi)外工科高校的力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有很大的推廣空間和實(shí)用推廣價(jià)值。

附圖說明