[发明专利]一种组合式拉伸实验装置

说明书

技术领域

本发明属于基础力学实验教学领域。

背景技术

实验教学是高等教育的重要组成部分，对培养具有较高综合素质的人才起着其他环节无法替代的作用。实验教学改革的目标就是使得学生能更好的掌握实验研究的基本方法和技能，具有独立开展实验研究的能力，具备向相关领域拓展的基本素质。因此，综合性设计性实验的开发和推广是必然趋势。由学生根据问题的性质综合运用所学知识，自行设计实验方案，拟定实验方案的具体步骤，包括与实验相关的硬件和软件的设计。通过实验研究自然界中不易直接观察到的力学现象，进一步掌握力学概念和力学理论，使得学生可以在实验中学习，在实验中研究。

发明内容

本发明的目的是为开展综合性设计性和研究性的基础力学实验，提出一种能够通过自主设计、组合实现多种基础力学实验的综合性拉伸实验装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种组合式拉伸实验装置，包括矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置、力传感器及测力仪、上拉头、下拉头、试件、万向节装置、所述机械式手轮加载装置设置在矩形框架式实验台的顶梁上，机械式手轮加载装置的下方连接有力传感器及测力仪，所述上拉头分别与力传感器及测力仪与试件连接，所述下拉头分别与试件和万向节装置连接，所述万向节装置固定于矩形框架式实验台的底梁上。

本发明中所述上拉头分别通过销钉与力传感器及测力仪与试件连接，所述下拉头也分别通过销钉与试件和万向节装置连接。

有益效果：本实验装置构造简单、灵巧美观。可实现对试件拉伸的对心，通过改变上下拉头可以实现对多种不同结构形式的轴向拉伸或轴向压缩实验。

附图说明

图1为拉伸装置的总体布置图。

具体实施方式

一种组合式拉伸实验装置，设置有一个矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置3、力传感器及测力仪4、上拉头5-1、下拉头5-2、试件6、万向节装置7、机械式手轮加载装置3设置在矩形框架式实验台的顶梁2上，机械式手轮加载装置3的下方连接有力传感器及测力仪4，上拉头5-1分别与力传感器及测力仪4与试件6连接，下拉头5-2分别与试件6和万向节装置7连接，万向节装置7固定于矩形框架式实验台的底梁1上。本发明中的上拉头5-1分别通过销钉与力传感器及测力仪4与试件6连接，下拉头5-2也分别通过销钉与试件6和万向节装置7连接。

在通过组合式拉伸实验装置进行单向拉伸实验时，首先需要将上拉头5-1、下拉头5-2和试件6用销钉8连接起来，然后通过上拉头5-1连接实验台顶梁2上的机械式手轮加载装置3，下拉头5-2连接万向节装置7并固定到实验台底梁1上，其中万向节装置7具有平面内任意方向自由度，可以保证拉伸的对心，之后即可根据实验设计方案进行实验。本发明可以通过变换不同的上拉头5-1、下拉头5-2实现对多种不同形式的构件进行轴向拉伸或轴向压缩实验。本发明的万向节装置7固定在矩形框架式实验台的底梁1上，具有平面内任意方向自由度，用以保证拉伸的对心。

本组合式拉伸实验装置，是为开展综合性设计性的材料力学实验而研制的台式多功能组合实验装置中的一种。而多功能组合实验装置可进行多种不同结构形式、不同约束形式的刚架综合性设计性实验、桁架的静力试验以及单向拉伸实验，可以实现用可装配杆件自主搭建多种形式的刚架和桁架、利用多种支座组成不同形式的约束、同时可以实现在不同加载点上施加单个或多个载荷，并且可以实现对称加载和反对称加载，学生在实验中可灵活设计、自主实施，可以培养学生的自主创新和实践动手能力。

目前国内大多数基础力学实验装置基本上都是单一功能的，在一个实验装置上只能实现一种实验。也有部分组合实验装置，是将几种固定的基本实验共同组装在一个装置上。而本多功能组合式力学实验装置最大的不同之处就在于它的可组合性和多变性，学生可以根据自主设计实验的需要，选择所需的杆件、接头、约束支座以及加载方式和加载点，进行自主组合多种实验，这样就很方便的实现了装置的多功能性，同时还可以加深学生对力学实验的理解，巩固和提高所学的力学知识。通过设计综合性实验激发创新思维，有效的提高理论和实践的结合运用能力，并掌握将理论知识运用在实践当中的技巧。