[實用新型]一種結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線展示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520491079.2
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN204990900U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周子軒;涂雨;陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種力學(xué)教學(xué)裝置，尤其是涉及一種結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線展示裝置。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)力學(xué)是工科力學(xué)課程中的重要組成部分，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，教學(xué)的方式影響著施教效果。結(jié)構(gòu)影響線作為結(jié)構(gòu)力學(xué)知識中的重要組成部分，對整個結(jié)構(gòu)力學(xué)知識的掌握起著承上啟下的重要作用。傳統(tǒng)的教學(xué)方式乃是采用紙質(zhì)或電子文本、圖畫對影響線進(jìn)行相對抽象的描述，使得學(xué)生在理解上需要一定的想象、假設(shè)甚至猜想和比擬。而本用具可以直觀、迅速地展現(xiàn)出多種結(jié)構(gòu)在不同位置的受力影響線，如應(yīng)用于教學(xué)有助于學(xué)生迅速理解，加深印象，長期有效的掌握知識。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線展示裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線展示裝置，包括：

桁架，其上設(shè)有多個滑道；

物塊，吊設(shè)于桁架上并可沿滑道滑動；

應(yīng)力采集顯示組件，與桁架上至少一個節(jié)點連接，用于采集物塊滑動過程中所述節(jié)點的應(yīng)力大小并予以顯示。

所述應(yīng)力采集顯示組件包括處理器、顯示器，以及多個分別貼設(shè)于所述節(jié)點處的應(yīng)力片，所述處理器的輸入端分別與各應(yīng)力片連接，輸出端與顯示器連接。

所述展示裝置還包括用于放置桁架的支座。

所述支座包括兩個相對設(shè)置的載物臺，且其中至少一個載物臺上開設(shè)有用于銜接桁架的連接槽。

所述物塊為鉛垂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1)通過應(yīng)力采集顯示組件采集物塊滑動過程中各節(jié)點的應(yīng)力大小并予以顯示，可以直觀地展示結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線，便于教學(xué)的開展，同時取點靈活，選擇多樣，在有限的時間內(nèi)可以展示出遠(yuǎn)多于人工繪制的算例，提高教學(xué)效率。

2)附著于桁架上各點的應(yīng)變片即時采集將力學(xué)數(shù)據(jù)傳入處理器，再結(jié)合計算機就可以將各點應(yīng)力狀態(tài)匯集成數(shù)據(jù)表格。

3)連接槽可以提高連接的緊固程度。

4)鉛垂密度大，可以放大力學(xué)影響，提高展示教學(xué)效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為應(yīng)力采集顯示組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為支座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為桁架的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、桁架，2、物塊，3、應(yīng)力采集顯示組件，4、載物臺，31、應(yīng)力片，32、處理器，33、顯示器，41、連接槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。

一種結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線展示裝置，如圖1所示，包括：

桁架1，其上設(shè)有多個滑道；

物塊2，吊設(shè)于桁架1上并可沿滑道滑動，物塊2優(yōu)選為鉛垂；

應(yīng)力采集顯示組件3，與桁架1上至少一個節(jié)點連接，用于采集物塊2滑動過程中所連接節(jié)點的應(yīng)力大小并予以顯示。

應(yīng)力采集顯示組件3包括處理器32、顯示器33，以及多個分別貼設(shè)于需要測量的節(jié)點處的應(yīng)力片31，應(yīng)力片31的貼設(shè)位置根據(jù)需要可以進(jìn)行調(diào)整變換，處理器32的輸入端分別與各應(yīng)力片31連接，輸出端與顯示器33連接。

展示裝置還包括用于放置桁架1的支座，支座包括兩個相對設(shè)置的載物臺4，且其中至少一個載物臺4上開設(shè)有用于銜接桁架1的連接槽41。

桁架1的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計，展示裝置具體還包括多個結(jié)構(gòu)不同的桁架1，根據(jù)需要選取一個進(jìn)行工作，本實施例中采用三個簡支桁架1，并在各段設(shè)置滑道，桁架一端在支座上平滑放置支座僅提供豎向支撐約束，桁架1另一端放置在支座的連接槽41中，達(dá)到鉸接目的，如此使得桁架1兩端分別鉸支固定。

物塊2吊設(shè)于滑道中的滑輪下，通過滑輪在滑道中移動來將自重荷載施加在桁架1的不同節(jié)點。而后，如圖4所示，貼設(shè)于桁架各個桿件中的應(yīng)變片31會測算出桿件中的應(yīng)力傳入處理器32。使用者通過處理器32傳出的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理，可以選擇使用excel等軟件繪制出各個測算點的影響線。

同時，采用3d3s等軟件在施加荷載之前進(jìn)行理論計算，最終可對兩種方法得出的影響線結(jié)果進(jìn)行比對。