CN111477091A - 一种多约束结构梁加载实验平台 - Google Patents

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朱倩影
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Abstract

本发明公开了一种多约束结构梁加载实验平台，包括：支架，包括底座A，所述底座A两端设有立柱，所述立柱上设有贯通的分别用于支撑实验梁、扭矩实验杆的支撑孔A、支撑孔B，所述立柱顶端通过横梁连接，所述横梁沿着长度方向设有多个加载孔；加载机构，包括加载杆A、加载杆B，所述加载杆A、加载杆B穿过不同的加载孔分别伸至实验梁、扭矩实验杆处；力学参数检测机构，包括设置在加载杆A、加载杆B底端的测力传感器，设置在实验梁下方的位移计，套接在扭矩实验杆上力矩传感器，固定在实验梁或/和扭矩实验杆上的应变片。本发明解决了教学的力学实验中出现的实验准备时间长、仪器功率大、仪器复杂、学生经过专门培训才能使用的问题。

Description

一种多约束结构梁加载实验平台
技术领域
本发明属于教具技术领域，特别涉及一种多约束结构梁加载实验平台。
背景技术
目前开设土木工程专业的高校众多，其中力学课程如结构力学、材料力学等都是土木工程专业的必修课。相比于国外先进的教学课堂，目前国内老师在课堂上讲解这些课程中普遍存在重理论轻实验的问题，对学生而言又过于抽象缺乏与实际问题的紧密联系；而专门开设的力学实验课程却需要配置专门的时间准备实验，无论在时间还是空间上都错开了与课堂知识的紧密衔接；另外实验室的设备需要配备专业的指导老师，所使用仪器功率较大、仪器复杂，学生需要经过系统的安全和规程培训后方可操作，大大降低了实验的效果。
技术方案
本发明针对现有技术中出现的在力学实验中出现的实验准备时间长、仪器功率大、仪器复杂、学生经过专门培训才能使用的问题，提出了一种多约束加载实验平台。
技术内容
一种多约束结构梁加载实验平台，包括：
支架，包括底座A，所述底座A两端设有立柱，所述立柱上设有贯通的分别用于支撑实验梁、扭矩实验杆的支撑孔A、支撑孔B，所述立柱顶端通过横梁连接，所述横梁沿着长度方向设有多个加载孔；
加载机构，包括加载杆A、加载杆B，所述加载杆A、加载杆B穿过不同的加载孔分别伸至实验梁、扭矩实验杆处；
力学参数检测机构，包括设置在加载杆A、加载杆B底端的测力传感器，设置在实验梁下方的位移计，套接在扭矩实验杆上力矩传感器，固定在实验梁或/和扭矩实验杆上的应变片。
进一步的：所述立柱沿着高度方向设有多组不同形状的支撑孔A，分别用于支撑不同形状的实验梁。
进一步的：所述底座A两端沿着宽度方向两侧延伸有凹槽A，用于摆放实验梁。
进一步的：所述支撑孔A沿着底座宽度方向设有通孔，所述立柱外侧、位于通孔下方设有凸台，通孔内穿设有压杆，所述压杆两端通过螺栓固定在凸台上。
进一步的：所述加载杆A、加载杆B为螺纹杆，相应的，加载孔为螺纹孔，所述加载杆A、加载杆B通过把手驱动转动。
进一步的：所述位移计插接在套管内且位置可调节，所述套管固定在底座B上，所述底座B 设置在滑道上，所述滑道的两端延伸至立柱。
进一步的：所述立柱底部设有沿着底座长度方向设置的凹槽B，所述凹槽B内设有弹性支撑座。
进一步的：所述弹性支撑座包括有弹簧，所述弹簧顶面套接有平台。
进一步的：所述凹槽外侧设有可拆卸的挡块，所述挡块外侧设有挡板。
有益效果
1.通过支架、加载机构、力学参数检测机构的相互配合，能够简易方便的实现在教学中进行力学演示，且不需要专门的安全培训；
2.通过设置多组不同形状的支撑孔，方便演示不同形状实验梁实验时的状态；
3.通过在通孔内设置压杆，对不同尺寸的实验梁两端进行固定，使得实验梁结构更为稳定；
4.加载杆A、加载杆B通过螺纹配合的方式通过手把实现进给，方便控制加载杆的进给量；
5.位移计套接在套管上并且高度可以调节，方便适应不同高度的实验梁，底座B沿着滑道移动，方便调整位移计的位置；
6.通过设置弹性支撑座，方便模拟实验梁在弹性支撑时力学状态；
7.凹槽B外侧设置可拆卸的挡板，方便更换不同刚度的弹簧。
附图说明
图1为一种多约束结构梁加载实验平台整体结构示意图1。
图2为一种多约束结构梁加载实验平台整体结构示意图2。
图3为一种多约束结构梁加载实验平台的测力传感器结构示意图。
图4为一种多约束结构梁加载实验平台的位移计结构示意图。
图5为一种多约束结构梁加载实验平台的力矩传感器结构示意图。
图6为一种多约束结构梁加载实验平台的应变片结构示意图。
图7为一种多约束结构梁加载实验平台的压杆结构示意图。
图8为一种多约束结构梁加载实验平台的的弹性支承座结构示意图。
图9为一种多约束结构梁加载实验平台的的挡块、挡板结构示意图。
具体实施方式
实施例如图1至图8所示一种多约束结构梁加载实验平台，包括：
支架1，包括底座A11，底座A11两端设有立柱12，立柱12上设有贯通的分别用于支撑实验梁13、扭矩实验杆14的支撑孔A15、支撑孔B16，立柱12沿着高度方向可设有多组不同形状的支撑孔A15，分别用于支撑不同形状的实验梁13，支撑孔A15沿着底座11宽度方向设有通孔110，立柱12外侧、位于通孔110下方设有凸台111，通孔110内穿设有压杆112，压杆112两端通过螺栓113固定在凸台111上；立柱12顶端通过横梁17连接，横梁17沿着长度方向设有多个加载孔18；底座A11两端沿着宽度方向两侧延伸有凹槽A19，用于摆放实验梁13；
加载机构2，包括加载杆A21、加载杆B22，加载杆A21、加载杆B22穿过不同的加载孔18分别伸至实验梁13、扭矩实验杆14处；加载杆A21、加载杆B22为螺纹杆，相应的，加载孔18为螺纹孔，加载杆A21、加载杆B22通过把手23驱动转动，其中加载杆A21、加载杆B22顶部为六角凸台，相应的，把手23底部为六角凹槽，这样通过六角凸台与六角凹槽之间的配合方便手把23的旋转；
力学参数检测机构3，包括设置在加载杆A21、加载杆B22底端的测力传感器31，设置在实验梁13下方的位移计32，套接在扭矩实验杆14上力矩传感器33，固定在实验梁13或/和扭矩实验杆14上的应变片34；位移计32插接在套管35内且位置可调节，其中，位移计32与套管35为过盈配合，通过施力可以调整位移计32的位置；套管35固定在底座B36上，底座B36设置在滑道37上，滑道37的两端延伸至立柱12。
实施例2在实施例1的基础上做了进一步改进，立柱12底部设有沿着底座11长度方向设置的凹槽B114，凹槽B114内设有弹性支撑座4；弹性支撑座4包括有弹簧41，弹簧41顶面套接有平台42；凹槽B114外侧设有可拆卸的挡块115，挡块115外侧设有挡板116。
使用时，将加载杆A21、加载杆B22穿过加载孔，然后在其底部装上测力传感器31；将力矩传感器33、应变片34装在扭矩实验杆14上，应变片34还可装在实验梁13上；然后将实验梁13、扭矩实验杆14分别套接在支撑孔A15、支撑孔B16内，扭矩实验杆14两端紧密固定且实验时不跟转，具体可将扭矩实验杆14两端设计成非圆柱形状并与相应的支撑孔B16配合；然后压杆112穿过通孔110并压住实验梁13两端后通过螺栓113固定在凸台111上；接着调整底座B36的位置，将位移计32带至需要检测的位置，调整位移计32的高度；通过把手23调整加载杆A21、加载杆B22的位置，此时测力传感器31、力矩传感器33、应变片34通过外接线将数据传出，位移计32上可直接显示读数，这样老师和学生通过观察数据可以了解其各种力学参数。
若将实验梁13放置在弹性支承座4上时，此时可以通过实验观察实验梁13在弹性支撑的情况下得出的各力学参数。
各传感器可采用以下型号: 测力传感器31采用苏州力准智能科技有限公司开发的LFC-15型、位移计32可采用深圳市米诺电子有限公司开发的KPZ34-S型位移传感器、力矩传感器33可采用中航科电开发的ZH08-W22B静态扭矩传感器、应变片34采用市面上常用的型号即可。

Claims (9)

1.一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，包括：
支架（1），包括底座A（11），所述底座A（11）两端设有立柱（12），所述立柱（12）上设有贯通的分别用于支撑实验梁（13）、扭矩实验杆（14）的支撑孔A（15）、支撑孔B（16），所述立柱（12）顶端通过横梁（17）连接，所述横梁（17）沿着长度方向设有多个加载孔（18）；
加载机构（2），包括加载杆A（21）、加载杆B（22），所述加载杆A（21）、加载杆B（22）穿过不同的加载孔（18）分别伸至实验梁（13）、扭矩实验杆（14）处；
力学参数检测机构（3），包括设置在加载杆A（21）、加载杆B（22）底端的测力传感器（31），设置在实验梁（13）下方的位移计（32），套接在扭矩实验杆（14）上力矩传感器（33），固定在实验梁（13）或/和扭矩实验杆（14）上的应变片（34）。
2.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述立柱（12）沿着高度方向设有多组不同形状的支撑孔A（15），分别用于支撑不同形状的实验梁（13）。
3.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述底座A（11）两端沿着宽度方向两侧延伸有凹槽A（19），用于摆放实验梁（13）。
4.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述支撑孔A（15）沿着底座（11）宽度方向设有通孔（110），所述立柱（12）外侧、位于通孔（110）下方设有凸台（111），通孔（110）内穿设有压杆（112），所述压杆（112）两端通过螺栓（113）固定在凸台（111）上。
5.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述加载杆A（21）、加载杆B（22）为螺纹杆，相应的，加载孔（18）为螺纹孔，所述加载杆A（21）、加载杆B（22）通过把手（23）驱动转动。
6.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述位移计（32）插接在套管（35）内且位置可调节，所述套管（35）固定在底座B（36）上，所述底座B（36）设置在滑道（37）上，所述滑道（37）的两端延伸至立柱（12）。
7.根据权利要求1所述的一种多约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述立柱（12）底部设有沿着底座（11）长度方向设置的凹槽B（114），所述凹槽（114）B内设有弹性支撑座（4）。
8.根据权利要求7所述的一种约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述弹性支撑座（4）包括有弹簧（41），所述弹簧（41）顶面套接有平台（42）。
9.根据权利8所述的种约束结构梁加载实验平台，其特征在于，所述凹槽（114）外侧设有可拆卸的挡块（115），所述挡块（115）外侧设有挡板（116）。
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