[發明專利]一種可驗證溫度應力理論的框架教學模型

有效

• 申請號: 201810598967.2
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108766138B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 鄭雅蓮;李嘉明;李禹;來家玉;阮善發;強晟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

1.一種可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征在于，包括平面框架結構（1）、實心圓柱加熱棒（2）、溫度變形驗證裝置（3）和溫度應變測量裝置（4），所述實心圓柱加熱棒（2）置于平面框架結構（1）的空心圓柱桿件內；所述溫度變形驗證裝置（3）置于平面框架結構（1）上部；溫度應變測量裝置（4）為分布于平面框架結構表面的多點粘貼式電阻應變片、振弦式應變計及多通道電阻式動態應變采集儀與JM3850A無線振弦多通道自動采集系統（20）；

所述空心圓柱桿件包括靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）；

所述溫度變形驗證裝置（3）包括框架上部靜定桿件（8）、千分表（18）；千分表（18）通過磁性表座固定于左側固定件（5）上側位置，測頭與靜定桿件（8）相接觸，測得量值可用于校核自由桿件由于溫度均勻變化引起的變形量；

所述溫度應變測量裝置（4）包括分布于平面框架結構表面的多點粘貼式電阻應變片（14）、振弦式應變計（15）及多通道電阻式動態應變采集儀（19）與JM3850A無線振弦多通道自動采集系統（20）；工作應變片及溫度補償片由引線接入多通道電阻式動態應變采集儀（19）,振弦式應變計（15）由引線接入JM3850A無線振弦多通道自動采集系統（20），可測量并相互校核靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）表面的溫度應變；

所述平面框架結構包括豎向約束梁中的左側固定件（5）、右側固定件（6）、水平約束梁（7），及連接在所述左側固定件（5）與右側固定件（6）之間的兩個靜定桿件（8）、一個超靜定桿件（9）；超靜定桿件（9）位于兩個靜定桿件（8）之間；

左側固定件（5）、右側固定件（6）與水平約束（7）通過焊接連接，左側固定件（5）、右側固定件（6）均為槽鋼；靜定桿件（8）一端連接于右側固定件（6），另一側為自由端；超靜定桿件（9）兩端分別左側固定件（5）、右側固定件（6）固連；

多點粘貼式電阻應變片（14）為以90°為間隔布置于桿件中部截面四周的多點粘貼式應變片；振弦式應變計（15）由振弦式應變計固定裝置（16）固定于靜定桿件（8）與超靜定桿件（9）表面。

2.根據權利要求1所述可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征是：所述平面框架結構（1）為焊接鋼梁式組合框架。

3.根據權利要求2所述可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征是：所述左側固定件（5）、右側固定件（6）內分別布置有兩塊豎立的加勁肋（10）以增強對超靜定桿件（9）的約束。

4.根據權利要求3所述可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征是：還包括溫度傳感器（12）和調溫用調壓器（17），所述溫度傳感器（12）、實心圓柱加熱棒（2）、調溫用調壓器（17）在聯合使用后進行框架中靜定桿件（8）與超靜定桿件（9）的溫度調節控制；溫度傳感器（12）為帶磁性的圓柱體傳感元件，由導熱硅膠固定于靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）表面，用于采集靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）表面的溫度值、控制測量時的溫度增量；溫度傳感器（12）通過引線與JM3850A無線振弦多通道自動采集系統（20）連接，并通過JM3850A無線振弦多通道自動采集系統（20）使溫度數據可視化；實心圓柱加熱棒（12）置于靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）內部，實現對桿件溫度的加載與卸載。

5.根據權利要求1所述可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征是：所述平面框架結構將工程上應變計與無應力計原理運用于實驗室溫度應力理論驗證實驗，將靜定桿件（8）與超靜定桿件（9）進行對比，通過控制實心圓柱加熱棒（2）、溫度變形驗證裝置（3）及溫度應變測量裝置（4）驗證材料力學中溫度應力理論。

6.根據權利要求1所述可驗證溫度應力理論的框架教學模型，其特征是：所述靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）為材料為Q235鋼的空心圓柱，實心圓柱加熱棒（2）實現對靜定桿件（8）和超靜定桿件（9））溫度的加載與卸載的方法是：通過調溫用調壓器（17）給實心圓柱加熱棒（2）加熱，由空氣傳熱使靜定桿件（8）和超靜定桿件（9）溫度均勻變化。