CN204791670U - 一种材料力学测试分析综合实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种材料力学测试分析综合实验装置，所述实验平台包括试样、加载装置、实验台架，所述加载装置包括蜗轮、蜗杆、蜗轮箱、丝杆、力传动部件、力传感器；试样、试验台架与加载装置之间相互配合，最终完成材料力学实验数据的测量与分析。采用本实用新型所提供的技术方案，提供了一种提高学员综合实验的动手能力、测量与分析、理论验证等技能的平台，方便了教师的教学方案的优化，更有利于学员的学习兴趣的培养、思维的开拓、动手能力的提高。

Description

一种材料力学测试分析综合实验装置

技术领域

本实用新型提供了一种材料力学测试分析综合实验装置，特别涉及一种应用于教学领域的材料力学综合实验平台。

背景技术

目前各高等院校在材料力学类教学实践中，为促进“工程力学”、“材料力学”等专业人才的发展，为提高学生的材料受力分析与检测、理论验证与优化受力方式等技能，通常采用的方法是理论教学、单一实验演示。上述两种方法都能取得一定的效果，但也有很多不足之处。理论教学过于抽象化，学生理解不深入；目前高校内材料力学相关实验演示过于单一化、传统化，实验项目不丰富且实验内容不新颖，并使大多数教学受限，不利于理论与实际相结合教学，不利于学生思维能力、创新能力的进步，不利于教学目标的实现。

实用新型内容

针对现有教学中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种具有直观的数据采集、曲线绘制功能，设备不但具有典型的基础实验，而且还有提高性实验，便于扩展学生的知识面的材料力学测试分析综合实验装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括底座、加载机构、实验装置，其特征在于：所述的底座上设置龙门式框架，所述龙门式框架的中下端设置中间横梁；

所述的实验装置包括弯曲梁实验装置、拉伸实验装置、压杆实验装置、等强度梁实验装置、扭转实验装置；

所述的弯曲梁实验装置包括弯曲梁支撑座、弯曲梁，做弯曲梁实验时，所述弯曲梁支撑座安装在龙门式框架的上端框架上，所述的弯曲梁安装在两个弯曲梁支撑座之间，所述的加载机构垂直安装于龙门式框架顶部横梁，其前端依次连接称重传感器、加力梁，所述的加力梁与弯曲梁对应；

所述的拉伸实验装置包括拉伸右夹头、拉伸试样、拉伸左夹头，做拉伸实验时，所述的加载机构水平安装于龙门式框架底部框架一侧，其前端依次设置称重传感器、拉伸右夹头、拉伸试样、拉伸左夹头，所述拉伸左夹头另一端与龙门式框架底部框架连接；

所述的压杆实验装置包括压杆上支座、压杆试样、压杆下支座，做压杆实验时，所述的加载机构垂直安装于龙门式框架顶部横梁，其前端依次连接称重传感器、压杆上支座、压杆试样、压杆下支座，所述的压杆下支座另一端与中间横梁连接；

所述的等强度梁实验装置包括等强度梁、等强度梁支座，做等强度梁实验时，所述的等强度梁支座水平安装于龙门式框架上框侧壁，所述等强度梁水平安装在等强度梁支座上，所述的加载机构垂直安装于龙门式框架顶部横梁，其前端依次称重传感器、力传递部件，所述力传递部件与等强度梁对应；

所述的扭转实验装置包括扭转左支架、扭转左支座、扭角仪、扭转试样、加力杆、扭转右支座、砝码、扭转右支架，做扭转实验时，所述扭转左支架、扭转右支架固定在龙门式框架下方的底座上，所述扭转试样通过扭转左支座、扭转右支座固定于扭转左支架、扭转右支架上，所述的扭角仪固定在扭转试样上，所述的砝码通过加力杆、扭转右支座作用于扭转试样。

所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的加载机构包括转动手轮、蜗轮蜗杆箱体、丝杆、蜗轮固定块、蜗杆、蜗轮、蜗轮固定块、丝杆导向套，所述的转动手轮驱动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮用蜗轮固定块、蜗轮固定块保持上下位置准确性，蜗轮与丝杆导向套配合运动驱动丝杆进行上下移动完成加载动作。

所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的底座为物料柜。

所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的压杆试样为高强度的弹簧钢。

采用本实用新型所提供的技术方案，提供了一种提高学员测量与分析、理论验证、实验搭接等技能的平台，方便了教师的教学方案的优化，更有利于学员的学习兴趣的培养、思维的开拓、动手能力的提高。

附图说明

图1为本实用新型的加载装置结构示意图；

图2为本实用新型的加载装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型弯曲梁实验的结构示意图；

图4为本实用新型拉伸实验的结构示意图；

图5为本实用新型压杆实验的结构示意图；

图6为本实用新型等强度梁实验的结构示意图；

图7为实用新型扭转实验的结构示意图。

图中：1-手轮、2-蜗轮蜗杆箱体、3-丝杆、4-蜗轮固定块1、5-蜗杆、6-蜗轮、7-蜗轮固定块2、8-丝杆导向套、9-加载装置、10-龙门式框架、11-称重传感器、12-加力梁、13-弯曲梁支撑座、14-弯曲梁、15-拉伸右夹头、16-拉伸试样、17-拉伸左夹头、18-压杆上支座、19-压杆试样、20-压杆下支座、21-力传递部件、22-等强度梁、23-等强度梁支座、24-扭转左支架、25-扭转左支座、26-扭角仪、27-扭转试样、28-加力杆、29-扭转右支座、30-砝码、31-扭转右支架、32-中间横梁、33-底座。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明：

如图1至图7所示，本实用新型涉及一种材料力学测试分析综合实验装置，包括底座33、加载机构9、实验装置。所述的底座33上设置龙门式框架10，在龙门式框架10的中下端设置中间横梁32。所述的实验试样包括弯曲梁实验装置、拉伸实验装置、压杆实验装置、等强度梁实验装置、扭转实验装置。所述龙门式框架10上安装加载装置9，所述龙门式框架10提供了弯曲梁实验、拉伸实验、压杆实验、等强度梁实验、扭转实验的试验空间。所述加载装置9包括蜗轮蜗杆箱体2固定在龙门式框架10上，转动手轮1驱动蜗杆5，蜗杆5驱动蜗轮6转动，蜗轮6用蜗轮固定块4、蜗轮固定块7保持上下位置准确性，蜗轮6与丝杆导向套8配合运动驱动丝杆3进行上下移动完成加载动作。所述的加载装置采用蜗轮蜗杆加载方式，可精确控制加载力的大小，可以精确到1N。

所述的弯曲梁实验装置包括弯曲梁支撑座13、弯曲梁14，所述弯曲梁支撑座13安装在龙门式框架10的上端框架上，所述的弯曲梁14安装在两个弯曲梁支撑座13之间，所述的加载机构9垂直安装于龙门式框架10顶部横梁，其前端依次连接称重传感器11、加力梁12，所述的加力梁12与弯曲梁14对应。做弯曲梁实验时，所述的手轮1驱动加载装置9，加载装置9通过称重传感器11推动加力梁12上下移动加载到弯曲梁14上，弯曲梁支撑座13固定在龙门式框架10上用于支撑弯曲梁14两端。所述的弯曲梁通过加载装置的加压，弯曲梁产生弯曲变化，验证理论弯曲公式；把弯曲梁更换为组合梁，可以做组合梁实验。

所述的拉伸实验装置包括拉伸右夹头15、拉伸试样16、拉伸左夹头17，所述的加载机构9水平安装于龙门式框架10底部框架一侧，其前端依次设置称重传感器11、拉伸右夹头15、拉伸试样16、拉伸左夹头17，所述拉伸左夹头17另一端与龙门式框架10底部框架连接。做拉伸实验时，所述拉伸实验包括手轮1驱动加载装置9，加载装置9通过称重传感器11与拉伸右夹头15作用于拉伸试样16，拉伸试样16通过拉伸左夹头17固定在龙门式框架10上。所述的拉伸试样与拉伸夹头相连接，加载装置通过力传感器作用于拉伸夹头，拉伸试样轴向、横向产生相应的应力变化，测量材料力学基本物理量；把拉伸试样更换为偏心拉伸试样、管道试样，可以做偏心拉伸实验、管道实验。

所述的压杆实验装置包括压杆上支座18、压杆试样19、压杆下支座20，所述的加载机构9垂直安装于龙门式框架10顶部横梁，其前端依次连接称重传感器11、压杆上支座18、压杆试样19、压杆下支座20，所述的压杆下支座20另一端与中间横梁32连接。所述的压杆试样19为高强度的弹簧钢。做压杆实验时，所述压杆实验包括手轮1驱动加载装置9，加载装置9通过称重传感器11与压杆上支座18作用于压杆试样19，压杆试样19通过压杆下支座20固定在龙门式框架10上。所述的压杆试样与压杆支座相配合，加载装置通过力传感器作用于压杆试样，试样产生弯曲，记录数据，绘制压杆的临界压力曲线；把压杆试样更换为压缩试样、钢架、桁架、组合压杆，可以做压缩实验、钢架实验、桁架实验、组合压杆实验。

所述的等强度梁实验装置包括等强度梁22、等强度梁支座23，所述的等强度梁支座23水平安装于龙门式框架10上框侧壁，所述等强度梁22水平安装在等强度梁支座23上，所述的加载机构9垂直安装于龙门式框架10顶部横梁，其前端依次连接称重传感器11、力传递部件21，所述力传递部件21与等强度梁22对应。做等强度梁实验时，所述手轮1驱动加载装置9，加载装置9通过称重传感器11与力传递部件21作用于等强度梁22，等强度梁22通过等强度梁支座23固定在中间横梁32上。所述的等强度梁固定在龙门式框架的侧壁上，加载装置通过力传感器作用于等强度梁，等强度梁在比例极限内各个点的应力相等；把等强度梁更换为悬臂梁，可以做悬臂梁实验。

所述的扭转实验装置包括扭转左支架24、扭转左支座25、扭角仪26、扭转试样27、加力杆28、扭转右支座29、砝码30、扭转右支架31，做扭转实验时，所述扭转左支架24、扭转右支架31固定在龙门式框架10下方的底座33上，所述扭转试样27通过扭转左支座25、扭转右支座29固定于扭转左支架24、扭转右支架31上，所述的扭角仪26固定在扭转试样27上，所述的砝码31通过加力杆28、扭转右支座29作用于扭转试样27。所述的扭转试样一端与扭转轴套固定在扭转支架上，另一端与扭转轴套固定在旋转加力杆上，扭角仪固定在扭转试样上进行机械测量切变模量G；把扭转试样更换为扭弯试样，可以做扭弯实验。

上述方案中，所述的底座33为物料柜。采用物料柜作为底座，可以方便存放各实验试样。在上述试验中，试验数据可以通过数显仪表显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种材料力学测试分析综合实验装置，包括底座（33）、加载机构（9）、实验装置，其特征在于：所述的底座（33）上设置龙门式框架（10），所述龙门式框架（10）的中下端设置中间横梁（32）；

所述的实验装置包括弯曲梁实验装置、拉伸实验装置、压杆实验装置、等强度梁实验装置、扭转实验装置；

所述的弯曲梁实验装置包括弯曲梁支撑座（13）、弯曲梁（14），做弯曲梁实验时，所述弯曲梁支撑座（13）安装在龙门式框架（10）的上端框架上，所述的弯曲梁（14）安装在两个弯曲梁支撑座（13）之间，所述的加载机构（9）垂直安装于龙门式框架（10）顶部横梁，其前端依次连接称重传感器（11）、加力梁（12），所述的加力梁（12）与弯曲梁（14）对应；

所述的拉伸实验装置包括拉伸右夹头（15）、拉伸试样（16）、拉伸左夹头（17），做拉伸实验时，所述的加载机构（9）水平安装于龙门式框架（10）底部框架一侧，其前端依次设置称重传感器（11）、拉伸右夹头（15）、拉伸试样（16）、拉伸左夹头（17），所述拉伸左夹头（17）另一端与龙门式框架（10）底部框架连接；

所述的压杆实验装置包括压杆上支座（18）、压杆试样（19）、压杆下支座（20），做压杆实验时，所述的加载机构（9）垂直安装于龙门式框架（10）顶部横梁，其前端依次连接称重传感器（11）、压杆上支座（18）、压杆试样（19）、压杆下支座（20），所述的压杆下支座（20）另一端与中间横梁（32）连接；

所述的等强度梁实验装置包括等强度梁（22）、等强度梁支座（23），做等强度梁实验时，所述的等强度梁支座（23）水平安装于龙门式框架（10）上框侧壁，所述等强度梁（22）水平安装在等强度梁支座（23）上，所述的加载机构（9）垂直安装于龙门式框架（10）顶部横梁，其前端依次称重传感器（11）、力传递部件（21），所述力传递部件（21）与等强度梁（22）对应；

所述的扭转实验装置包括扭转左支架（24）、扭转左支座（25）、扭角仪（26）、扭转试样（27）、加力杆（28）、扭转右支座（29）、砝码（30）、扭转右支架（31），做扭转实验时，所述扭转左支架（24）、扭转右支架（31）固定在龙门式框架（10）下方的底座（33）上，所述扭转试样（27）通过扭转左支座（25）、扭转右支座（29）固定于扭转左支架（24）、扭转右支架（31）上，所述的扭角仪（26）固定在扭转试样（27）上，所述的砝码（31）通过加力杆（28）、扭转右支座（29）作用于扭转试样（27）。

2.根据权利要求1所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的加载机构（9）包括转动手轮（1）、蜗轮蜗杆箱体（2）、丝杆（3）、蜗轮固定块（4）、蜗杆（5）、蜗轮（6）、蜗轮固定块（7）、丝杆导向套（8），所述的转动手轮（1）驱动蜗杆（5），蜗杆（5）驱动蜗轮（6）转动，蜗轮（6）用蜗轮固定块（4）、蜗轮固定块（7）保持上下位置准确性，蜗轮（6）与丝杆导向套（8）配合运动驱动丝杆（3）进行上下移动完成加载动作。

3.根据权利要求1所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的底座（33）为物料柜。

4.根据权利要求1所述的材料力学测试分析综合实验装置，其特征在于：所述的压杆试样（19）为高强度的弹簧钢。