CN203192279U - 框架球节结构的杆件受力实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种框架球节结构的杆件受力实验装置，涉及一种力学实验装置，可以测量出各杆件的受力方向和大小。框架球节结构的杆件受力实验装置，包括底座，在底座上固定有框架，在框架上固定有磁性球面接点，磁性球面接点之间设有示力杆，示力杆的两端均设有强磁柱，示力杆与磁性球面接点之间、示力杆之间均依次通过强磁柱、磁性球球面吸合。本实用新型结构简单，可应用于科研研究、教学实践和研究、科技模型展览等。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种力学实验装置，尤其涉及一种框架球节结构的杆件受力实验装置。
背景技术
现在许多大型场馆顶面常常采用框架球节结构，即杆件之间通过球面接点彼此连接成框架承载建筑物。这类结构不仅承载杆件受力分布均匀合理，而且整体重量轻、节省材料，在建筑工程中广泛采用，同时也是力学教学中进行实验研究的重要课题。为了满足框架球节结构力学模型的教学需要，需要一种力学实验装置来分析杆件和球节之间的受力情况以掌握框架球节结构的设计原理和方法。
发明内容
本实用新型提供一种框架球节结构的杆件受力实验装置，可以测量出各杆件的受力方向和大小。
为了达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：
框架球节结构的杆件受力实验装置，包括底座，在底座上固定有框架，在框架上固定有磁性球面接点，磁性球面接点之间设有示力杆，示力杆的两端均设有强磁柱，示力杆与磁性球面接点之间、示力杆之间均依次通过强磁柱、磁性球球面吸合。
上述实验装置以示力杆为杆件、磁性球为球节，并通过示力杆、磁性球和框架三者球面吸合连接构建出框架球节结构力学模型，通过示力杆可以测量出各杆件的受理方向和大小，由于杆件与球节连接时，杆件间的夹角要求具有稳定性和精确性，因此采用磁性球、磁性球面接点的接触面均为球面形有利于进行球面吸合的磁性引力连接方式，使得杆件两端的强磁柱在吸住球面时，杆件沿其轴线方向始终准确地指向球节的中心，同时使得构建不同的框架球节结构时操作简单。上述实验装置还可以用于将实验研究与理论研究相结合，设计各种适用于教学的实验方法，比如采用平行光投影法测量各杆件之间的角度、根据球节中心受力平衡原理估算误差等等。
上述示力杆包括外管，外管的一端固定有固定内管，外管的另一端活动连接有可延外管，固定内管的一端固定有强磁柱，固定内管的另一端连接有弹簧且弹簧置于外管内，弹簧的另一端连接有移动内管且移动内管也置于外管内，弹簧和移动内管可相对外管移动；可延外管的一端固定有强磁柱，可延外管的另一端与移动内管的另一端固定。示力杆的两端受力时，外管与可延外管相分离，移动内管拉伸或压缩弹簧，弹簧受到拉伸或压缩移动到一定位置，通过测量弹簧的形变量即可计算出弹簧的压力或拉力，从而得到各杆件受力大小和方向。
上述外管上设有与弹簧和移动内管连接处相对应的标尺。标尺的读数可以清楚地指示弹簧的形变量，从而计算出弹簧弹力的大小和方向。
本实用新型结构简单，可应用于科研研究、教学实践和研究、科技模型展览等。
附图说明
图1是实施例的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是图1中B处放大图；
图4是图1中示力杆的结构示意图。
附图标记说明：1-底座；2-框架；3-磁性球面接点；4-示力杆；41-外管；42-固定内管；43-可延外管；44-弹簧；45-移动内管；46-标尺；5-强磁柱；6-磁性球。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步说明。
如图1、2、3所示，实施例包括底座1，在底座1上固定有框架2，在框架2上固定有磁性球面接点3，磁性球面接点3之间设有示力杆4，示力杆4的两端均设有强磁柱5，示力杆4与磁性球面接点3之间、示力杆4之间均依次通过强磁柱5、磁性球6球面吸合。如图1、2、3、4所示，示力杆4包括外管41，外管41的一端固定有固定内管42，外管41的另一端活动连接有可延外管43，固定内管42的一端固定有强磁柱5，固定内管42的另一端连接有弹簧44且弹簧44置于外管41内，弹簧44的另一端连接有移动内管45且移动内管45也置于外管41内，弹簧44和移动内管45可相对外管41移动；可延外管43的一端固定有强磁柱5，可延外管43的另一端与移动内管45的另一端固定。外管41上设有与弹簧44和移动内管45连接处相对应的标尺46。
如图1、2、3、4所示，实施例以示力杆4为杆件、磁性球6为球节，并通过示力杆4、磁性球6和框架2三者球面吸合连接构建出一种框架球节结构力学模型。示力杆4的两端受力时，外管41与可延外管43相分离，移动内管45拉伸或压缩弹簧44，弹簧44受到拉伸或压缩移动到一定位置，通过标尺46的读数指示出弹簧44的形变量，从而计算出弹簧44弹力，从而得到各杆件受力大小和方向。
Claims (3)
1.框架球节结构的杆件受力实验装置，包括底座，其特征是：所述底座上固定有框架，在框架上固定有磁性球面接点，磁性球面接点之间设有示力杆，示力杆的两端均设有强磁柱，示力杆与磁性球面接点之间、示力杆之间均依次通过强磁柱、磁性球球面吸合。
2.如权利要求1所述的杆件受力实验装置，其特征是：所述示力杆包括外管，外管的一端固定有固定内管，外管的另一端活动连接有可延外管，固定内管的一端固定有强磁柱，固定内管的另一端连接有弹簧且弹簧置于外管内，弹簧的另一端连接有移动内管且移动内管也置于外管内，弹簧和移动内管可相对外管移动；可延外管的一端固定有强磁柱，可延外管的另一端与移动内管的另一端固定。
3.如权利要求2所述的杆件受力实验装置，其特征是：所述外管上设有与弹簧和移动内管连接处相对应的标尺。
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| CN 201320180818 CN203192279U (zh) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | 框架球节结构的杆件受力实验装置 |
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