[实用新型]一种用于结构力学实验的扭矩施加装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程专业结构力学实验教学领域，涉及一种用于结构力学实验的扭矩施加装置。

背景技术

结构力学是高等院校土木工程专业的必修学科，理论教学一直以来是高等院校结构力学的主要教学方法，但随着高等教育对实验教学的重视，开展结构力学实验也成为一种势在必行的趋势。

结构力学实验一般涉及到的荷载形式有三种：集中荷载、均布荷载、扭矩荷载。集中荷载是结构力学实验中最常用的荷载形式，其加载装置制作简单，且可以满足多数实验需要，市场上有很多集中荷载加载装置，多数产品效果良好。均布荷载加载装置一般较为复杂，且绝大多数实验都不限定使用均布荷载，所以在结构力学实验中很少使用。

扭矩荷载加载装置的情况与前两者均不相同，首先，扭矩荷载加载装置的开发是很有必要性的，在结构力学实验中几个重要的实验(利用位移法求解有角位移的超静定结构、力矩分配法、反力互等定理)都涉及到扭矩荷载的施加；其次，由于扭矩荷载加载装置制作难度较大，市场上可靠的加载装置十分有限。因此，作为结构力学实验研究中不可或缺的一部分，可靠且便捷的扭矩荷载加载装置成为了亟需考虑的问题。

本实用新型提供了一种用于结构力学实验的扭矩施加装置，通过蜗轮蜗杆升降机、扭矩传感器、转角传感器以及相关配件的连接，可实现支座、杆件施加扭矩，为结构力学实验的顺利进行奠定了基础。

实用新型内容

针对现有技术的不足，改变目前结构力学教学中缺少扭矩荷载的现状，实用新型一种用于结构力学实验的扭矩施加装置，实现对支座、杆件施加扭矩。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于结构力学实验的扭矩施加装置，该扭矩施加装置能够对支座或者对杆件施加扭矩，以下为两种情况的具体结构描述：

当该扭矩施加装置对支座施加扭矩时，所述的扭矩施加装置包括底层垫板1、蜗轮蜗杆升降机2、花键连接件3、扭矩传感器4、扭矩施加转接盘5、支座转接盘6、支座支撑装置7a、7b、转角传感器连接件8、转角传感器9和刚接杆件10。所述的蜗轮蜗杆升降机2底部加入垫片，并通过螺栓与底层垫板1连接；所述的支座支撑装置7a、7b底部安装在底层垫板1上部，底层垫板1底部安装在实验平台上；所述的蜗轮蜗杆升降机2通过花键连接件3与扭矩传感器4连接，扭矩传感器4内管壁贴有四片应变片，外部设有一个接头通过漆包线与采集设备相连，组成测量电路，用于扭矩的输出。

所述的扭矩传感器4通过6个螺栓与扭矩施加转接盘5一侧连接；所述的扭矩施加转接盘5另一侧中心有一个垂直通孔，所述的支座转接盘6一侧有一个与扭矩施加转接盘5对应的垂直方向的通孔，二者通过垂直穿过中心的长螺栓固定连接；所述的支座转接盘6左右两侧分别通过轴承与两个支座支撑装置7a、7b相连，支座转接盘6与支座支撑装置7a、7b之间能够通过轴承相对转动；所述的支座转接盘6中部通过6个螺栓与刚接杆件10连接，刚接杆件10上部用来连接各种实验结构，支座转接盘6中心位置与刚接杆件10底部有匹配的螺丝孔；所述的支座转接盘6的另一侧通过转角传感器连接件8与转角传感器9连接。所述的转角传感器9内贴有四片应变片，外部设有一个接头通过漆包线与采集设备相连，组成测量电路，用于转角位移的输出。

本装置能达到的效果是当通过手摇的方式转动蜗轮蜗杆升降机旋转手轮时，升降机会带动花键连接件、扭矩传感器、扭矩施加转接盘、支座转接盘、转角传感器连接件、转角传感器一起转动，扭矩传感器的读数即为上部结构受到的支座反力(扭矩)，转角传感器的读数即为支座处的支座位移(转动位移)。

当该扭矩施加装置对杆件施加扭矩时，所述的扭矩施加装置包括底层垫板1、蜗轮蜗杆升降机2、升降机垫块14、花键连接件3、扭矩传感器4、扭矩施加转接盘5、杆件夹具11、铰支座12、等高垫块13、转角传感器连接件8、转角传感器9和杆件15。所述的蜗轮蜗杆升降机2底部通过螺栓安装在升降机垫块14上部，升降机垫块14底部通过螺栓安装在底层垫板1上部一侧；所述的等高垫块13底部通过螺栓安装在底层垫板1上部另一侧；底层垫板1底部通过螺栓安装在实验平台上；所述的蜗轮蜗杆升降机2通过花键连接件3与扭矩传感器4连接，扭矩传感器内管壁贴有四片应变片，外部设有一个接头通过漆包线与采集设备相连，组成测量电路，用于扭矩的输出。