CN201464302U - 扭转实验装置 - Google Patents

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李威
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Abstract

本实用新型涉及一种扭转实验装置。本实用新型为解决普通扭转实验机只能做扭转破坏实验，不能够采用逐级加载法测定某种材料的剪切弹性模量，不能对力与转角数据进行实时地采集的问题。本实用新型的安装座和安装板分别设置在机架的上端面上，固定轴的一端设置在安装座内，另一端穿过安装板，平衡臂套装在固定轴上，拉压力传感器的上端面与平衡臂一端的下端面接触，无级变速器设置在机架上，位移传感器安装在无级变速器上，转动夹头安装在无级变速器的输出端上，固定轴的端头设有第一方槽，转动夹头上设有与第一方槽正对的第二方槽。本实用新型通过自动加载或手动加载，利用拉压力传感器和位移传感器实时地测出力和转角的数据。

Description

扭转实验装置
技术领域
本实用新型涉及一种扭转实验装置。
背景技术
普通扭转实验机只能做扭转破坏实验，仅是观察试件在受扭矩作用时出现的变形与破坏现象，不能够采用逐级加载法测定某种材料的剪切弹性模量，不能对力与转角的数据进行实时地采集。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决普通扭转实验机只能做扭转破坏实验，不能够采用逐级加载法测定某种材料的剪切弹性模量，不能对力与转角数据进行实时地采集的问题，提供一种扭转实验装置。
本实用新型包括机架(1)、安装座(2)、安装板(3)、固定轴(4)、平衡臂(5)、拉压力传感器(6)、无极变速器(7)、位移传感器(8)和转动夹头(9)，安装座(2)和安装板(3)分别设置在机架(1)的上端面上，固定轴(4)的一端设置在安装座(2)内，固定轴(4)的另一端穿过安装板(3)且端部外露在安装板(3)外，平衡臂(5)套装在固定轴(4)上，且位于安装座(2)与安装板(3)之间，拉压力传感器(6)设置在机架(1)上，且拉压力传感器(6)的上端面与平衡臂(5)一端的下端面接触，无极变速器(7)设置在机架(1)上，且无极变速器(7)的输出端与外露在安装板(3)外的固定轴(4)正对，位移传感器(8)安装在无极变速器(7)上，转动夹头(9)安装在无极变速器(7)的输出端上，外露在安装板(3)外的固定轴(4)的端头设有第一方槽(4-1)，转动夹头(9)上设有与第一方槽(4-1)正对的第二方槽(9-1)。
本实用新型的优点是：一、本实用新型可采用无级变速器不仅实现自动加载，也可实现手动加载，利用拉压力传感器测算试件的剪切弹性模量和力的数据采集，利用位移传感器可以实现转角的数据采集，精度足以满足普通科研与实验教学要求。二、本实用新型结构简单、重量轻、操作搬移方便、原理直观，有利于加深学生对理论知识的理解和加强对学生动手能力的培养。三、本实用新型可做的实验项目有：1、用逐级加载法测定某种材料的剪切弹性模量，在比例极限范围内验证扭转虎克定律；2、观察低碳钢及铸铁等材料的杆件在受扭矩作用时出现的变形与破坏现象，根据试件上两周线的距离和纵向线的变化情况，分析试件受扭时的应力性质和应力分布规律。比较不同材料的破坏断面形状，应用应力状态理论分析破坏原因；3、测定低碳钢的剪切屈服极限τs和剪切强度极限τb；4、测定铸铁的剪切强度极限τb。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构立体图(从装有无极变速器7的一侧看)，图2是本实用新型的整体结构立体图(从装有无极变速器7的后侧看)，图3是具体实施方式四的结构立体图.
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括机架1、安装座2、安装板3、固定轴4、平衡臂5、拉压力传感器6、无极变速器7、位移传感器8和转动夹头9，安装座2和安装板3分别设置在机架1的上端面上，固定轴4的一端设置在安装座2内，固定轴4的另一端穿过安装板3且端部外露在安装板3外，平衡臂5套装在固定轴4上，且位于安装座2与安装板3之间，拉压力传感器6设置在机架1上，且拉压力传感器6的上端面与平衡臂5一端的下端面接触，无极变速器7设置在机架1上，且无极变速器7的输出端与外露在安装板3外的固定轴4正对，位移传感器8安装在无极变速器7上，转动夹头9安装在无极变速器7的输出端上，外露在安装板3外的固定轴4的端头设有第一方槽4-1，转动夹头9上设有与第一方槽4-1正对的第二方槽9-1。平衡臂5调至水平，以消除力臂自重的影响，本实用新型使用时，拉压力传感器6和位移传感器8分别通过导线与计算机连接，计算机实时地对拉压力传感器6和位移传感器8采集的数据进行处理，同时给出力与位移的曲线。拉压力传感器6的型号为BZ1403；位移传感器8的型号为IMG20A-K4；无极变速器7的型号为GPZH120MD-GIII-1120/10。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同的是它还增加有手动加载杆10，手动加载杆10安装在无极变速器7的输入端上。这样设计使得本实用新型在实现自动加载的同时还能实现手动加载。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同的是它还增加有角度刻盘11，角度刻盘11安装在无极变速器7的输入端上，且位于无极变速器7的外侧壁与手动加载杆10之间。这样设计便于掌握转动夹头9转动角度的准确数值。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同的是它还增加有导轨座12和导轨13，所述导轨13固装在无极变速器7的底面，所述导轨座12上的滑槽12-1与导轨13配合，且导轨座12固装在机架1上。这样设计使得无极变速器7能够沿着固定轴4的轴线方向移动，方便了不同尺寸试件的实验。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
本实用新型的工作过程：首先将平衡臂5调至水平，摇转手动加载杆10，使固定轴4上的第一方槽4-1与转动夹头9上的第二方槽9-1对齐，放进试件；将拉压力传感器6、位移传感器8和调整角度刻盘11调整为初始值(归零)，启动无极变速器7或手摇手动加载杆10，试件受到扭矩作用，通过固定轴4和平衡臂5，使拉压力传感器6受力，拉压力传感器6测出力的大小，同时位移传感器8测出转角的大小，拉压力传感器6和位移传感器8通过计算机实时地对数据进行采集和处理，通过数据采集处理软件给出力与位移的曲线。

Claims (4)

1.一种扭转实验装置，所述装置包括机架(1)、安装座(2)、安装板(3)、固定轴(4)、平衡臂(5)、拉压力传感器(6)、无极变速器(7)、位移传感器(8)和转动夹头(9)，其特征在于：安装座(2)和安装板(3)分别设置在机架(1)的上端面上，固定轴(4)的一端设置在安装座(2)内，固定轴(4)的另一端穿过安装板(3)且端部外露在安装板(3)外，平衡臂(5)套装在固定轴(4)上，且位于安装座(2)与安装板(3)之间，拉压力传感器(6)设置在机架(1)上，且拉压力传感器(6)的上端面与平衡臂(5)一端的下端面接触，无极变速器(7)设置在机架(1)上，且无极变速器(7)的输出端与外露在安装板(3)外的固定轴(4)正对，位移传感器(8)安装在无极变速器(7)上，转动夹头(9)安装在无极变速器(7)的输出端上，外露在安装板(3)外的固定轴(4)的端头设有第一方槽(4-1)，转动夹头(9)上设有与第一方槽(4-1)正对的第二方槽(9-1)。
2.根据权利要求1所述扭转实验装置，其特征在于：所述装置还包括手动加载杆(10)，手动加载杆(10)安装在无极变速器(7)的输入端上。
3.根据权利要求1或2所述扭转实验装置，其特征在于：所述装置还包括角度刻盘(11)，所述角度刻盘(11)安装在无极变速器(7)的输入端上，且位于无极变速器(7)的外侧壁与手动加载杆(10)之间。
4.根据权利要求3所述扭转实验装置，其特征在于：所述装置还包括导轨座(12)和导轨(13)，所述导轨(13)固装在无极变速器(7)的底面，所述导轨座(12)上的滑槽(12-1)与导轨(13)配合，且导轨座(12)固装在机架(1)上。
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