[实用新型]一种结构力学教具

说明书

本方案公开了力学教具领域的一种结构力学教具，括受力部件、连接件和支座；所述支座上并排设有多个支板；所述受力部件包括钢板和多个钢片，多个所述钢片均布在钢板上且与钢板垂直，钢板上均布有通孔，所述通孔位于相邻钢片间；所述连接件包括竖直杆和水平杆，竖直杆与水平杆固定连接；所述连接件有两根，所述钢板连接在两根所述水平杆之间，所述钢板两端与两水平杆可拆卸连接，所述竖直杆与支板可拆卸连接。本方案中的装置可在力学教学中生动直观的展现受力部件的形变程度，且简单便于组装拆卸。

技术领域

本实用新型涉及力学教具领域，特别涉及一种结构力学教具。

背景技术

结构力学是固体力学的一个分支，主要研究杆系结构在荷载和非荷载因素作用下产生的响应——内力和变形，以及结构的合理组成规律、结构动力特性和结构稳定性等力学问题。结构力学是土木工程、机械工程及相关专业的一门重要专业基础课，它既是前续数学力学课程的深化和延伸，又是后续专业课程的基础，因此在整个专业课程体系中占有重要地位。然而，当前结构力学课程只注重理论知识的学习，教师只注重定量分析而忽略了帮助学生建立感性的、定性的结构力学概念，导致多数学生在学习结构力学课程时感到枯燥乏味、抽象艰深，严重影响了教学效果和学习积极性。

因此现亟需一种通过简便的操作即可直观反应出结构和构件的内力特点和变形特点的便携式教具。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种结构力学教具，以提供一种简单便携的力学教具。

本方案中的一种结构力学教具，包括受力部件、连接件和支座；所述支座上并排设有多个支板；所述受力部件包括钢板和多个钢片，多个所述钢片均布在钢板上且与钢板垂直，钢板上均布有通孔，所述通孔位于相邻钢片间；所述连接件包括竖直杆和水平杆，竖直杆与水平杆固定连接；所述连接件有两根，所述钢板连接在两根所述水平杆之间，所述钢板两端与两水平杆可拆卸连接，所述竖直杆与支板可拆卸连接。

本方案的工作原理及其有益效果：使用时，各零件均为拆卸状态，拿起支座，将支座放到课桌桌面上，钢板两端固定在水平杆上，将竖直杆固定在支板上，再将砝码挂接在钢板的通孔上，即可开始实验。在实验过程中，吊挂不同重量的砝码，可直观的展示出受力部件受到不同荷载后的形变状态；移动砝码可改变荷载位置，如此，便可直观展示施加不同位置荷载后受力部件的形变状态。所述钢板受力后会弯曲，根据力学基本原理，钢板弯曲使得受压侧钢片密集，受拉侧钢片稀疏，钢板截面所受弯矩越大，刚片“密集”和“稀疏”的程度就越大；在教学过程中，通过观察钢片的相对状态就能很好区分钢板的受压侧和受拉侧，也能直观分辨钢板截面的弯矩分布。本方案中的装置以课堂教学为背景，在教学中只需将拆卸下的零件拿出，放到讲台上进行组装，由于相邻钢片间均设有通孔，在不同位置挂上不同重量的砝码可让学生直观理解受力部件受荷后的整体变形、钢板截面的弯矩分布、钢板的受拉受压情况，同时该装置便于组装拆卸、携带且操作简单。

进一步，所述竖直杆与支板的连接处、水平杆与钢板的连接处均螺纹连接有锁紧螺母。在组装好各个零件后，转动锁紧螺母，可防止连接件从支板或者钢板上滑落。

进一步，所述支座下表面设有防滑垫。防滑垫可防止或减缓装置在桌面上进行教学时受外力影响而移动。

进一步，所述竖直杆外壁的竖直方向上设有刻度。设置刻度可直观看出钢板最大变形挠度。

进一步，所述支座为刚性的支座。这样设置可以增加支座的重量，从而增加支座的稳定性。

进一步，所述钢板的厚度为5mm～10mm。钢板过厚造成刚度过大变形过小，不易观察；钢板过薄变形过大容易与其他构件接触干扰，因此将严格控制钢板的厚度，以便能直观看出形变效果。

附图说明

图1为本实用新型一种结构力学教具实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型一种结构力学教具中受力部件受力后的结构示意图；