CN203026012U - 结构力学变形模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构力学变形模拟装置，其包括支撑架、多个载力杆和多个连接轴，所述载力杆上设有一排作为载力点来承载负荷的小孔，载力杆的两端设有带有内齿轮的第一套筒，载力杆与载力杆间通过所述连接轴穿设在所述第一套筒内相连；所述支撑架上设有带有内齿轮的第二套筒，所述载力杆通过所述连接轴与所述支撑架相连；所述连接轴分为两种，一种连接轴表面光滑，另一种连接轴为外齿轮状。本实用新型的结构力学变形模拟装置，结构简单，能直观反映不同工况下结构的变形情况，并且易于拆装，携带方便，成本低廉。

Description

结构力学变形模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学工具，特别是涉及一种结构力学变形模拟装置。

背景技术

《结构力学》是高等院校土建类专业学生的必修课程，旨在使学生掌握在简单工况下结构的简化模型及相应内力、变形的计算。由于该课程内容抽象，对于力学基础尚不很深的学生来说，学习过程并不容易。如何教好《结构力学》课，仍是各高校土建专业教师们努力探索的一个课题。

中国专利ZL201120337331公开一种积木式平面结构力学性能万能实验台架，包括有底座、立柱、盖板、若干个横梁、各种支座、试验杆件及其连接件，所述底座上设有上开口水平滑槽，实现任意位置安装第一固定支座和滑动支座；所述立柱外侧设有竖向滑槽，通过Ｌ型连接板与横梁相连，实现横梁上下自由升降；所述若干个横梁平行安装在两根立柱的两侧，横梁上设置若干侧向水平滑槽，实现任意位置安装有第二固定支座、滑动铰支座、限位支座和加载装置底板；所述试验杆件通过连接件可任意组装，并根据实验要求安装在相应的支座之间。本实验台架为哈尔滨工业大学（威海）研发的，其主要针对实验室条件下的实验而设计，因此采用了庞大的实验台架，并以金属为材料杆件、结点材料，使用应变仪分析变形，以期对杆系结构进行模拟。

然而，这样的实验系统无法直接应用到更具有普遍性的结构力学的课堂教学。它们庞大的实验装置无法随意地搬入教学楼，金属杆件在较小的荷载下也很难发生肉眼可辨的变形，为了观测变形而使用的应变仪操作复杂，更是加剧了学生的学习负担。因此，一套轻便、易于操作、变形直观的结构力学教具的研发势在必行，本实用新型也就应运而生。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种结构力学变形模拟装置，用于解决现有技术中教学装置以实验室条件为背景而设计，装置复杂、变形不直观、操作不便，无法直接迁移至课堂使用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种结构力学变形模拟装置，其包括支撑架、多个载力杆和多个连接轴，所述载力杆上设有一排作为载力点来承载负荷的小孔，载力杆的两端设有带有内齿轮的第一套筒，载力杆与载力杆间通过所述连接轴穿设在所述第一套筒内相连；所述支撑架上设有带有内齿轮的第二套筒，所述载力杆通过所述连接轴与所述支撑架相连；所述连接轴分为两种，一种连接轴表面光滑，另一种连接轴为外齿轮状。

优选的，还包括多个夹持件，所述夹持件的内表面带有齿条，夹持件夹持在所述连接轴的两端。

优选的，所述载力杆为薄板状，所有载力杆根据长度不同分成多组。

优选的，所述载力杆上的小孔间距相等。

如上所述，本实用新型的结构力学变形模拟装置，具有以下有益效果：其以课堂为背景的结构力学教具，该装置组装拆卸方便、成本低廉，并能直观反映不同工况下结构的变形情况。

附图说明

图1显示为本实用新型的结构力学变形模拟装置示意图。

图2显示为本实用新型的载力杆结构示意图。

图3显示为本实用新型的支撑架结构示意图。

图4显示为本实用新型的连接轴结构示意图。

元件标号说明

1                         载力杆

11                        小孔

12                        第一套筒

2                         支撑架

21                        第二套筒

22                        支撑杆

23                        底座

3                         夹持件

4                         连接轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种结构力学变形模拟装置，其包括支撑架2、多个载力杆1和多个连接轴4，载力杆1上设有一排作为载力点来承载负荷的小孔11，见图2所示，载力杆1的两端设有带有内齿轮的第一套筒12，载力杆1与载力杆1间通过连接轴4穿设在第一套筒12内相连；支撑架2上设有带有内齿轮的第二套筒21（见图3所示），载力杆1通过连接轴4与支撑架2相连；连接轴4分为两种，一种连接轴表面光滑，另一种连接轴为外齿轮状（见图4所示）。

本实用新型的结构力学变形模拟装置，采用连接轴将载力杆与支撑架、载力杆与载力杆相互刚接或铰接，将负荷加载在载力杆的小孔上完成加载力的承载，以便观察相应的变形情况，本装置结构简单，易于携带，拆装方便。

如图2所示，上述载力杆2为薄板状，所有载力杆2根据长度不同分成多组，其长度可以模组化，本载力杆的长度定义为载力杆两端第一套筒轴线之间的距离，载力杆1上的小孔11间距相等，小孔11用于悬挂加载用的重物。在生产制造时，制造多种不同长度的载力杆，可以满足构建不同结构的需要，以便使用。第一套筒12位于载力杆的两端不同位置处，根据第一套筒的位置不同，可以分为两种不同的载力杆，以达到在同一节点处连接多根载力杆的目的。

为防止左右滑动，还包括多个夹持件3，夹持件3的内表面带有齿条，夹持件3夹持在连接轴4的两端，起到左右限位的作用。

上述载力杆1两端的第一套筒12内的齿数与外齿轮形连接轴的齿数相同，二者可以紧密贴合，在刚接不同载力杆1时，选择合适的载力杆将外齿轮形连接轴穿过载力杆端部的第一套筒12，并保证载力杆1的两个侧面在同一个平面上，用夹持件3固定，即可实现刚接，刚接的角度可选数目由第一套筒内的齿数决定。表面光滑的连接轴正好能与载力杆两端的第一套筒内缘接触而不发生晃动，采用表面光滑的连接轴按上述方式连接载力杆，即可实现铰接。

如图3所示，上述支撑架包括底座23，以及竖直设在底座23上的支撑杆22，上述第二套筒21固定在支撑杆22上，并且第二套筒21的高度可以调节，同样可以通过连接轴和夹持件实现与载力杆1之间的铰接与刚接。

综上所述，本实用新型的结构力学变形模拟装置，结构简单，能直观反映不同工况下结构的变形情况，并且易于拆装，携带方便，成本低廉。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种结构力学变形模拟装置，其特征在于，包括支撑架（2）、多个载力杆（1）和多个连接轴（4），所述载力杆（1）上设有一排作为载力点来承载负荷的小孔（11），载力杆（1）的两端设有带有内齿轮的第一套筒（12），载力杆（1）与载力杆（1）间通过所述连接轴（4）穿设在所述第一套筒（12）内相连；所述支撑架（2）上设有带有内齿轮的第二套筒（21），所述载力杆（1）通过所述连接轴（4）与所述支撑架（2）相连；所述连接轴（4）分为两种，一种连接轴表面光滑，另一种连接轴为外齿轮状。

2.根据权利要求1所述的结构力学变形模拟装置，其特征在于：还包括多个夹持件（3），所述夹持件（3）的内表面带有齿条，夹持件（3）夹持在所述连接轴（4）的两端。

3.根据权利要求1所述的结构力学变形模拟装置，其特征在于：所述载力杆（1）为薄板状，所有载力杆（1）根据长度不同分成多组。

4.根据权利要求1所述的结构力学变形模拟装置，其特征在于：所述载力杆（1）上的小孔（11）间距相等。

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