[实用新型]用于结构力学实验的教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学用具领域，尤其涉及用于结构力学实验教学的实验装置。

背景技术

目前有关结构力学实验教学常用的实验装置，刚架或桁架相关的实验装置比较多见，但大多数是测量结构在荷载作用下产生的内力和位移，而没有测量结构在非荷载因素作用下的内力和位移的相应功能，不能满足结构力学实验教学需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种测量非荷载因素作用下结构的内力和位移的实验教学装置。实验装置可以实现静定结构和超静定结构之间的快速转换、说明静定结构和超静定结构在非载荷因素作用下表现出不同力学性质。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：用于结构力学实验的教学装置，教学装置包括门形刚架和底座，所述门形刚架包括A侧板、B顶梁和C侧板，所述B顶梁上粘贴有B应变片；

所述C侧板包括与B顶梁固接的上插件、以及与上插件配合相互套接的下插套，所述底座上固定转轴，所述下插套的底端两侧固定接有链杆，所述链杆均固定在转轴上，所述链杆旁的底座上设有挡板，所述挡板和链杆上设有相配合的销孔，当所述挡板和链杆的销孔内插入第二销钉时，所述转轴被锁止，所述上插件顶端设有第一手轮，由所述第一手轮驱动的具有螺纹段的顶杆贯穿上插件并支撑在所述下插套上，所述C侧板上粘贴有C应变片；

所述底座的滑槽内放置有移动平台，所述A侧板放置在移动平台上方，所述A侧板两侧的移动平台上设有轴承座，所述A侧板底端的两侧分别延伸出的支撑轴固定在轴座内，所述支撑轴的轴线方向与移动平台和底座相对滑动的方向相同，其一个所述支撑轴上设有销孔并通插入的第一销钉锁止在移动平台的销孔内，另一个所述支撑轴通过联轴器连接传动轴，所述传动轴由固定在移动平台上的蜗轮蜗杆组件驱动旋转，所述蜗轮蜗杆组件由第三手轮驱动，所述底座的滑槽上设有锁孔，所述锁孔内设有通过挤压锁止移动平台的锁杆，所述锁杆上设有螺纹段并由第二手轮驱动伸缩，所述底座上固定有手轮支架，所述手轮支架上设有由第四手轮驱动旋转的齿轮，所述齿轮与A侧板上的齿条啮合，所述齿条与支撑轴的轴线方向平行，所述A侧板上粘贴有A应变片；所述A应变片、B应变片和C应变片输出信号至应变仪。

所述A侧板和C侧板的高度均为d，所述A应变片粘贴在距离底座d/4高度位置的A侧板上，所述C应变片粘贴在距离底座d/4高度位置的C侧板上，所述B顶梁长度为L，所述B应变片粘贴在距离A侧板L/4位置的B顶梁上。

所述C应变片粘贴在C侧板下插套上。

所述d/L＝1/2。

本实用新型的优点结构简单，使用方法，可以用于结构力学课程教学实验。通过本专利提出的结构力学实验装置及其实验方法，可以帮助学习结构力学的学生加深理解“静定结构与超静定结构在非荷载因素作用下表现的不同力学特性”。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1用于结构力学实验的教学装置结构示意图；

图2-4为图1中教学实验装置局部示意图；

图5为刚架受力及贴片位置示意图；

上述图中的标记均为：1、刚架；2、应变片；3、第一手轮；4、链杆；5、挡板；6、底座；7、蜗轮蜗杆组件；8、第二手轮；9、第三手轮；10、移动平台；11、手轮支架；12、第四手轮；13.轴承座；14、第一销钉；15、第二销钉；16、联轴器。

具体实施方式

本专利所提出的一种结构力学实验装置，通过测量在非荷载因素(如侧板移动、材料收缩、温度改变、制造误差等)作用下静定刚架1结构和超静定刚架1结构的内力，验证在非荷载因素作用下静定结构和超静定结构所表现的不同的力学行为，即在非荷载因素作用下静定结构的内力不会发生变化，但在非荷载因素作用下超静定结构的内力会发生变化。本专利通过锁住或拆除刚架1与底座6之间连接铰链的销钉，实现静定与超静定结构之间的转换。本专利所提出的实验装置，可以用于结构力学课程教学实验。通过本专利提出的结构力学实验装置及其实验方法，可以帮助学习结构力学的学生加深理解“静定结构与超静定结构在非荷载因素作用下表现的不同特性”。

用于结构力学实验的教学装置，包括刚架1、应变片2、第一手轮3、链杆4、挡板5、底座6、蜗轮蜗杆组件7、第二手轮8、第三手轮9、移动平台10、手轮支架11、第四手轮12.轴承座13、第一销钉14、第二销钉15、联轴器16。

刚架1呈门形，由A侧板、B顶梁和C侧板固接构成。