CN105989765B - 杆件形变示教仪及其使用方法 - Google Patents

杆件形变示教仪及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种杆件形变示教仪及其使用方法，其特征在于：包括底板和竖设在底板上的两侧支撑架，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨，位于底板上的两侧支撑架之间设有至少一个的中间支撑架，所述中间支撑架与侧支撑架上部之间可拆连接有被测杆件，所述被测杆件下方设有第一百分表和用于固定第一百分表的座架。本发明的优点在于：功能多样，基本实现《材料力学》教学中需要的各类杆件形变的教学演示，直观地表达出不同截面形状杆件在不同载荷情况下的形变量差异以及形变的一般性规律；结构简单，便于携带，不仅便于操作且无使用场地的限制，弥补了《材料力学》实验系统等实验器材局限于在实验室中使用的不足。

Description

杆件形变示教仪及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种教学实验设备，具体涉及到材料力学课堂教学演示对比讲解的教学实验设备，特别是一种杆件形变示教仪及其使用方法。
背景技术：
目前高校《材料力学》的课程教学与课程实验不同步，现有《材料力学》实验器材虽功能齐全，精度高，但体积庞大，价格昂贵，仅适用于实验室中进行操作，一般高校采购的数量有限。基于数量的限制，学生在完成课程知识学习后，往往需要几天甚至几周后方能进入实验室进行操作或观察，不利于学生对《材料力学》课程的感知与学习。对于一些形变微小，属于定性问题的课程，对于初学者来说往往是抽象的，难以理解的。因此，迫切需要研发一种携带方便，价格低廉，通用性高的实验教学设备，更好地刺激学生的兴趣和创新能力，更好地满足实验教学的要求。
发明内容：
为克服教学实验设备携带不方便性，本发明提供一种结构紧凑、携带方便、价格低廉、通用性高的杆件形变示教仪。
本发明的技术方案如下：
本发明杆件形变示教仪，其特征在于：包括底板和竖设在底板上的两侧支撑架，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨，位于底板上的两侧支撑架之间设有至少一个的中间支撑架，所述中间支撑架与侧支撑架上部之间可拆连接有被测杆件，所述被测杆件下方设有第一百分表和用于固定第一百分表的座架。
进一步的，上述侧支撑架、上导轨和中间支撑架均由四侧面具有相同滑轨槽的铝型材制成，底板由并排构成一体的五个铝型材制成。
进一步的，上述被测杆件上连接有扭力杆。
进一步的，上述被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器和第二百分表。
进一步的，上述被测杆件为矩形杆件，其端部通过蝶形螺母锁紧。
进一步的，上述第一、第二百分表为数字百分表。
进一步的，上述数字百分表通过无线通信模块，将数字百分表采集到的数据传输到上位机，并显示在教学投影仪。
进一步的，上述螺旋形变转换器包括一块体，所述块体一侧设有与矩形杆件端部相配合的凹槽，所述块体另一侧设有螺纹槽孔，螺旋形变转换器与第二百分表的顶针之间设有滑动杆，所述滑动杆一端与螺纹槽孔螺纹连接，所述滑动杆另一端面与第二百分表的顶针接触，所述滑动杆套在一固定套上，固定套内表面与滑套外表面为键、槽配合。
本发明杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：所述杆件形变示教仪包括底板和竖设在底板上的两侧支撑架，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨，位于底板上的两侧支撑架之间设有至少一个的中间支撑架，所述中间支撑架与侧支撑架上部之间可拆连接有被测杆件，所述被测杆件下方设有第一百分表和用于固定第一百分表的座架；使用时，被测杆件被固定在支撑架上，通过位于其下表面的第一百分表测得被测杆件的弯曲变形量。
进一步的，上述被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器和第二百分表，第二百分表为数字百分表，所述数字百分表通过无线通信模块，将数字百分表采集到的数据传输到上位机，并显示在教学投影仪。
本发明的优点在于：
功能多样，基本实现《材料力学》教学中需要的各类杆件形变的教学演示，直观地表达出不同截面形状杆件在不同载荷情况下的形变量差异以及形变的一般性规律；结构简单，便于携带，不仅便于操作且无使用场地的限制，弥补了《材料力学》实验系统等实验器材局限于在实验室中使用的不足。
附图说明：
图1是本发明示教仪做杆件弯曲形变的构造示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明示教仪做扭转形变的构造示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是数据采集小车的构造示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是压杆稳定结构构造示意图；
图8是图7的俯视图；
图9是螺旋形变转换器的构造示意图；
图10是图9的K-K剖面图；
图中：1-滑轮导轨，2-滑轮组，3-支撑架，301-中间支撑架，4-蝶形螺栓，5-角件，6-数据采集小车，7-底板，8-夹板，9被测杆件，10-扭力杆，11-螺旋形变转换器，12导力块，13-蝶形螺母，14-固定模块，15-第一百分表，1501-第二百分表，16-百分表上套，17-百分表下套，18、19-U型底盘,20-小车套，21、22-车底板，24-M6螺母，25-座架，26-滑轨槽，27-铝型材。
具体实施方式：
本发明杆件形变示教仪，包括底板7和竖设在底板7上的两侧支撑架3，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨1，位于底板上的两侧支撑架3之间设有至少一个的中间支撑架301，所述中间支撑架301与侧支撑架3上部之间可拆连接有被测杆件9，所述被测杆件5下方设有第一百分表15和用于固定第一百分表的座架25。中间支撑架301可以是两个，如图1、2所示，当然也可以一个，如图3、4所示。
进一步的，为了便于安装及使用，上述侧支撑架、上导轨和中间支撑架均由四侧面具有相同滑轨槽26的铝型材27制成，底板由并排构成一体的五个铝型材制成。
进一步的，为了便于施力扭转，上述被测杆件上连接有扭力杆10。
进一步的，为了便于将扭转角度进行转换成轴向位于，上述被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器11和第二百分表1501。
进一步的，上述被测杆件为矩形杆件，其端部通过蝶形螺母锁紧。
进一步的，上述第一、第二百分表为数字百分表。
进一步的，上述数字百分表通过无线通信模块，将数字百分表采集到的数据传输到上位机，并显示在教学投影仪。
进一步的，上述螺旋形变转换器11包括一块体1101，所述块体一侧设有与矩形杆件9端部相配合的凹槽1102，所述块体另一侧设有螺纹槽孔1103，螺旋形变转换器与第二百分表的顶针28之间设有滑动杆1104，所述滑动杆一端与螺纹槽孔螺纹连接，所述滑动杆另一端面与第二百分表的顶针接触，所述滑动杆套在一固定套29上，固定套内表面与滑套外表面为键、槽配合（如图9所示）。
本发明杆件形变示教仪的使用方法，所述杆件形变示教仪包括底板和竖设在底板上的两侧支撑架，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨，位于底板上的两侧支撑架之间设有至少一个的中间支撑架，所述中间支撑架与侧支撑架上部之间可拆连接有被测杆件，所述被测杆件下方设有第一百分表和用于固定第一百分表的座架；使用时，被测杆件被固定在支撑架上，通过位于其下表面的第一百分表测得被测杆件的弯曲变形量。
进一步的，上述被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器和第二百分表，第二百分表为数字百分表，所述数字百分表通过无线通信模块，将数字百分表采集到的数据传输到上位机，并显示在教学投影仪。
通过自主设计的约束模块来实现不同类型杆件形变的模拟；通过螺旋形变转换器将杆件旋轴向转角度转化为径向位移，借助数字百分表间接测算旋转角度；基于数字百分表通讯协议实现数据采集，通过有线或无线通信形式在上位机上的实时记录、分析，图像结果直接在上位机上显示。
数字百分表数据的通信方案是根据百分表通讯口协议，自主设计数据通信系统，将杆件形变量数据实时采集，通过USB通讯口导入计算机，完成有线通信模块设计。并以有线通信模块为基础，专门利用两个51单片机分别对nrf905无线收发模块进行控制，以便实现无线数据实时精准收发。
本发明的优点在于：
功能多样，基本实现《材料力学》教学中需要的各类杆件形变的教学演示，直观地表达出不同截面形状杆件在不同载荷情况下的形变量差异以及形变的一般性规律；结构简单，便于携带，不仅便于操作且无使用场地的限制，弥补了《材料力学》实验系统等实验器材局限于在实验室中使用的不足；另外本发明使用灵活度大，通过自主设计的各类专用放大模块，实现定量放大杆件的形变，使演示生动、严谨，教师根据不同课程要求，DIY该作品的演示方案，同时学生可自主操作该套设备，有助于学生观察力和思维能力的提高，实现实验与教学同步，加深学生对课程知识的理解。

Claims (5)

1.一种杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：所述杆件形变示教仪包括底板和竖设在底板上的两侧支撑架，所述两侧支撑架上部之间搭设有上导轨，位于底板上的两侧支撑架之间设有至少一个的中间支撑架，所述中间支撑架与侧支撑架上部之间可拆连接有被测杆件，所述被测杆件下方设有第一百分表和用于固定第一百分表的座架；所述被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器和第二百分表；所述螺旋形变转换器包括一块体，所述块体一侧设有与矩形杆件端部相配合的凹槽，所述块体另一侧设有螺纹槽孔，螺旋形变转换器与第二百分表的顶针之间设有滑动杆，所述滑动杆一端与螺纹槽孔螺纹连接，所述滑动杆另一端面与第二百分表的顶针接触，所述滑动杆套在一固定套上，固定套内表面与滑套外表面为键、槽配合；使用时，被测杆件被固定在支撑架上，通过位于其下表面的第一百分表测得被测杆件的弯曲变形量。
2.根据权利要求1所述的杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：被测杆件侧部依次连接有螺旋形变转换器和第二百分表，第二百分表为数字百分表，所述数字百分表通过无线通信模块，将数字百分表采集到的数据传输到上位机，并显示在教学投影仪。
3.根据权利要求1所述的杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：所述侧支撑架、上导轨和中间支撑架均由四侧面具有相同滑轨槽的铝型材制成，底板由并排构成一体的五个铝型材制成。
4.根据权利要求1所述的杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：所述被测杆件上连接有扭力杆。
5.根据权利要求1所述的杆件形变示教仪的使用方法，其特征在于：所述被测杆件为矩形杆件，其端部通过蝶形螺母锁紧。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110718123B (zh) * 2019-10-10 2021-05-25 常州大学 非金属杆件拉弯组合变形实验平台

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029815A (zh) * 2007-01-17 2007-09-05 黑龙江科技学院 固体受力微形变测量装置
CN101303813A (zh) * 2008-01-30 2008-11-12 烟台大学 结构力学组合实验装置
CN101738157A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 华南理工大学 一种振弦式应变传感器校准装置
CN102004054A (zh) * 2010-09-21 2011-04-06 同济大学 可三向加载的多功能衬砌管片接头力学性能试验系统
CN201909739U (zh) * 2010-12-29 2011-07-27 长沙理工大学 一种拱结构试验装置
CN202794002U (zh) * 2012-09-20 2013-03-13 北京航空航天大学 一种膝髌股关节力学测试试验机
CN103761910A (zh) * 2014-01-13 2014-04-30 河海大学 一种结构力学位移法实验装置及结构力学位移法演示方法
CN103983755A (zh) * 2014-05-29 2014-08-13 中国地质科学院岩溶地质研究所 变载光纤应变岩溶塌陷过程模拟试验系统
CN104332086A (zh) * 2014-09-19 2015-02-04 大连理工大学 一种结构力学实验平台
CN204537562U (zh) * 2015-02-11 2015-08-05 福建农林大学 杆件形变示教仪

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101029815A (zh) * 2007-01-17 2007-09-05 黑龙江科技学院 固体受力微形变测量装置
CN101303813A (zh) * 2008-01-30 2008-11-12 烟台大学 结构力学组合实验装置
CN101738157A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 华南理工大学 一种振弦式应变传感器校准装置
CN102004054A (zh) * 2010-09-21 2011-04-06 同济大学 可三向加载的多功能衬砌管片接头力学性能试验系统
CN201909739U (zh) * 2010-12-29 2011-07-27 长沙理工大学 一种拱结构试验装置
CN202794002U (zh) * 2012-09-20 2013-03-13 北京航空航天大学 一种膝髌股关节力学测试试验机
CN103761910A (zh) * 2014-01-13 2014-04-30 河海大学 一种结构力学位移法实验装置及结构力学位移法演示方法
CN103983755A (zh) * 2014-05-29 2014-08-13 中国地质科学院岩溶地质研究所 变载光纤应变岩溶塌陷过程模拟试验系统
CN104332086A (zh) * 2014-09-19 2015-02-04 大连理工大学 一种结构力学实验平台
CN204537562U (zh) * 2015-02-11 2015-08-05 福建农林大学 杆件形变示教仪

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