CN106706444A - 一种多约束条件杆件弯曲试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多约束条件杆件弯曲试验机，包括：底座、铰支座以及载荷施加机构，所述铰支座包括动铰和定较，所述定铰固定焊接在底座上，定铰的转销上焊接连接杆件和固定座，固定座和定铰上均设置相同的插销孔；所述载荷施加机构包括横梁、滑座、液压缸以及压杆；两根立柱底部之间固定连接标尺杆，所述动铰固定在滑块上，所述滑块上设置由标尺杆穿过的通孔，动铰位于杆件下方并与定较处于同一高度，标尺杆上还设置刻度线，且刻度线的零刻度点与杆件的右端垂直对齐。本发明提供一种用于弯曲力学教学的试验设备，可轻松的使试样杆件在三种约束条件下切换，获得多组试验素材，提高教学质量，有助于学生理解。

Description

一种多约束条件杆件弯曲试验机
技术领域
本发明涉及力学教学领域，具体是一种多约束条件杆件弯曲试验机。
背景技术
弯曲强度是指材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定弯矩时能承受的最大应力，此应力为弯曲时的最大正应力，它反映了材料抗弯曲的能力，用来衡量材料的弯曲性能。对平面弯曲杆件来说，按照其约束条件及基本分为三类，如图1所示，分别为简支梁（两端铰支）、外伸梁（一端铰支，一端自由）以及悬臂梁（一端固定、一端自由），这三种形式的简化结构也是生产生活中最为常见的三种形式，在杆件弯曲强度教学中，也基本以这三种形式的简化结构展开教学。
弯曲强度是材料力学中十分重要的章节，也是学习难度较大的章节，一方面由于弯曲强度较抽象，计算复杂，另一方面弯曲试验主要应用在工业上，缺少教学相关设备，且工业用弯曲试验机存在不能调整试样简化结构的弊端，因此也无法直接用于教学，导致学生理解不够透彻，教学效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多约束条件杆件弯曲试验机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多约束条件杆件弯曲试验机，包括：底座、铰支座以及载荷施加机构，所述铰支座包括动铰和定较，所述定铰固定焊接在底座上，定铰的转销上焊接连接杆件和固定座，固定座和定铰上均设置相同的插销孔；所述载荷施加机构包括横梁、滑座、液压缸以及压杆，所述横梁连接在两根立柱之间，立柱固定在底座两侧，所述滑座设置在横梁上，所述液压缸垂直安装在滑座上，所述压杆固定焊接在液压缸的活塞杆底端；两根立柱底部之间固定连接标尺杆，所述动铰固定在滑块上，所述滑块上设置由标尺杆穿过的通孔，动铰位于杆件下方并与定较处于同一高度，标尺杆上还设置刻度线，且刻度线的零刻度点与杆件的右端垂直对齐。
作为本发明进一步的方案：所述压杆外圆周上车外螺纹，压杆上安装均布板，所述均布板和压杆底部均设置与杆件直径相当的半圆形凹槽。
作为本发明进一步的方案：所述横梁上也设置刻度线，且该刻度线的两端起始点分别与杆件的两端垂直对齐。
作为本发明进一步的方案：所述滑座上设置螺栓。
作为本发明进一步的方案：所述滑块的中部设置透明观察窗。
作为本发明进一步的方案：压杆上设置压力传感器，所述压力传感器输出端与计算机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种用于弯曲力学教学的试验设备，可轻松的使试样杆件在三种约束条件下切换，获得多组试验素材，提高教学质量，有助于学生理解。
附图说明
图1为平面杆件的简化结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明中定铰的结构示意图。
图4为本发明中压杆与均布板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种多约束条件杆件弯曲试验机，包括：底座1、铰支座以及载荷施加机构，所述铰支座包括动铰71和定较72，所述定铰72固定焊接在底座1上，定铰72的转销13上焊接连接杆件3和固定座14，固定座14可随着转销13一起转动，固定座14和定铰72上均设置相同的插销孔15，在插销孔15内插入插销，可将转销13固定住，限制其转动自由度，从而使杆件3左端固定；所述载荷施加机构包括横梁11、滑座10、液压缸9以及压杆5，所述横梁11连接在两根立柱12之间，立柱12固定在底座1两侧，所述滑座10设置在横梁11上，可在横梁11上滑动，所述液压缸9垂直安装在滑座10上，所述压杆5固定焊接在液压缸9的活塞杆底端；两根立柱12底部之间固定连接标尺杆2，所述动铰71固定在滑块6上，所述滑块6上设置由标尺杆2穿过的通孔，滑块6可带动动铰71沿标尺杆2水平移动，动铰71位于杆件3下方并与定较72处于同一高度，使动铰71能够对杆件3进行支撑并使杆件3保持水平，标尺杆2上还设置刻度线，且刻度线的零刻度点与杆件3的右端垂直对齐。
所述压杆5外圆周上车外螺纹，压杆5上安装均布板4，所述均布板4和压杆5底部均设置与杆件3直径相当的半圆形凹槽51，均布板4可从压杆5上拆下，这样压杆5下压时与杆件3之间为点接触，即施加点载荷，而均布板4与杆件3接触时，由于均布板4具有一定长度，均布板4与杆件3间接触可看做面接触，即均布载荷。
所述横梁11上也设置刻度线，且该刻度线的两端起始点分别与杆件3的两端垂直对齐。
所述滑座10上设置螺栓8，拧紧螺栓8可将滑座10固定在横梁11上任意位置。
所述滑块6的中部设置透明观察窗61，方便读取标尺杆2上刻度。
压杆5上设置压力传感器（图中未画出），所述压力传感器输出端与计算机连接，可显示压杆5施加的载荷力。
本发明的工作原理是：
1、定铰72中未插入插销孔，且动铰71移动至杆件3右端位置，此时杆件3可看做两端铰支的简支梁，随后启动液压缸9，对杆件3施加载荷，记录试验数据（包括施加的压力、施力点的位置等），移动液压缸9在横梁11上的位置，可获得不同施力点的试验情况；
2、定铰72中未插入插销孔，且动铰71移动至杆件3间的某一位置，此时杆件3简化为外伸梁，并记录杆件3外伸段的长度，其与操作均与情形1相同；
3、定铰72的插销孔15内插入插销，使杆件3左端固定，而动铰71移动至杆件3右端点之外，此时杆件3可简化为悬臂梁，其与操作均与情形1相同。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种多约束条件杆件弯曲试验机，包括：底座、铰支座以及载荷施加机构，其特征在于：所述铰支座包括动铰和定较，所述定铰固定焊接在底座上，定铰的转销上焊接连接杆件和固定座，固定座和定铰上均设置相同的插销孔；所述载荷施加机构包括横梁、滑座、液压缸以及压杆，所述横梁连接在两根立柱之间，立柱固定在底座两侧，所述滑座设置在横梁上，所述液压缸垂直安装在滑座上，所述压杆固定焊接在液压缸的活塞杆底端；两根立柱底部之间固定连接标尺杆，所述动铰固定在滑块上，所述滑块上设置由标尺杆穿过的通孔，动铰位于杆件下方并与定较处于同一高度，标尺杆上还设置刻度线，且刻度线的零刻度点与杆件的右端垂直对齐，所述压杆外圆周上车外螺纹，压杆上安装均布板，所述均布板和压杆底部均设置与杆件直径相当的半圆形凹槽，所述横梁上设置刻度线，且该刻度线的两端起始点分别与杆件的两端垂直对齐，所述滑座上设置螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种多约束条件杆件弯曲试验机，其特征在于：所述滑块的中部设置透明观察窗。
3.根据权利要求1或2所述的一种多约束条件杆件弯曲试验机，其特征在于：压杆上设置压力传感器，所述压力传感器输出端与计算机连接。
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