[实用新型]梁发生纯弯曲变形的演示教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学用具，用于演示梁发生纯弯曲变形时，梁的受力情况的教具。

背景技术

在《材料力学》的理论教学过程中，涉及到讲解梁发生纯弯曲变形时，梁的受力情况。教学时仅靠理论讲授学生不容易理解，用实际过程演示，其时间长，成本高；采用多媒体课件演示，学生感觉不真实、不直观生动，常常不能达到希望的效果，并且制作多媒体课件还需花费不少时间，给教师的教学带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、制造成本低，可反复使用的演示教具，能直观、形象地演示梁发生纯弯曲变形时，梁的受力情况，以便于学生观察、理解。

为达上述目的，本实用新型提供一种梁发生纯弯曲变形的演示教具，由弹性橡胶棒制成，包括中间演示段，以及位于中间演示段左、右两侧的握持段，所述握持段的横截面为圆形，且握持段的横截面积小于中间演示段的横截面积，在所述中间演示段的外表面上设置有第一横向划痕、第二横向划痕、第一纵向划痕和第二纵向划痕，所述第一横向划痕、第二横向划痕、第一纵向划痕和第二纵向划痕围成矩形框。

教学演示时，双手分别握住两侧的握持段，然后用力向内扳动，橡胶棒会发生类似梁的纯弯曲变形，弯曲后发现：（1）第一横向划痕和第二横向划痕仍为直线，仍与第一纵向划痕、第二纵向划痕垂直，但发生相对转动；（2）第一纵向划痕和第二纵向划痕变成曲线，位于内侧的第二纵向划痕缩短，位于外侧的第一纵向划痕伸长。学生通过观察会发现，第一横向划痕和第二横向划痕虽然发生相对转动，但仍为直线，故剪应力为零，而第一纵向划痕和第二纵向划痕只受到轴向压缩或拉伸，剪应力也为零。通过以上过程，可以比较直观地感受梁发生纯弯曲变形时，梁的受力情况。

优选为，所述握持段的外表面为防滑网面，防止握持时打滑。

所述中间演示段的横截面为圆形，且中间演示段的轴线与握持段的轴线重合。

所述中间演示段的横截面为矩形，且中间演示段的中心线与握持段的轴线重合。

本实用新型的有益效果是：该演示教具利用弹性橡胶棒代替梁，能够直观、形象地展示梁发生纯弯曲变形后的受力情况，以便于学生观察、理解并掌握其变化过程和原理，并且结构简单、操作方便、成本低、可反复使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型发生纯弯曲变形后的状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示的梁发生纯弯曲变形的演示教具，采用弹性橡胶棒制成，由中间演示段1，以及位于中间演示段1左、右两侧的握持段2构成。中间演示段1用于演示梁发生纯弯曲变形的受力情况，握持段2用于演示者双手握持。握持段2的横截面为圆形，且握持段2的横截面积小于中间演示段1的横截面积。在中间演示段1的外表面上设置有第一横向划痕aa、第二横向划痕bb、第一纵向划痕cc和第二纵向划痕dd，所述第一横向划痕aa、第二横向划痕bb、第一纵向划痕cc和第二纵向划痕dd围成矩形框。即第一横向划痕aa和第二横向划痕bb等宽，上下间隔设置且相互平行；第一纵向划痕cc和第二纵向划痕dd等高，左右间隔设置且相互平行，从而围成一个矩形框。

最好是，握持段2的外表面为防滑网面，防止演示者握持时发生打滑。

一种优选方案是：中间演示段1的横截面为圆形，且中间演示段1的轴线与握持段2的轴线重合。

另一种优选方案是：中间演示段1的横截面为矩形，且中间演示段1的中心线与握持段2的轴线重合。

当演示者双手分别握住两侧的握持段，然后用力向内扳动时，橡胶棒会发生如图2所示的纯弯曲变形，第一横向划痕aa和第二横向划痕bb仍为直线，仍与第一纵向划痕cc、第二纵向划痕dd垂直，但发生相对转动；第一纵向划痕cc和第二纵向划痕dd变成曲线，位于内侧的第二纵向划痕dd缩短，位于外侧的第一纵向划痕cc伸长。学生通过观察会发现，第一横向划痕aa和第二横向划痕bb虽然发生相对转动，但仍为直线，故剪应力为零，而第一纵向划痕cc和第二纵向划痕dd只受到轴向压缩或拉伸，剪应力也为零。通过以上过程，可以比较直观地感受梁发生纯弯曲变形时，梁的受力情况。