CN209399914U - 一种机械双杠杆式线应变测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种机械双杠杆式线应变测量装置，包括固定支架、L型固定支架、指针和刻度盘，固定支架包括第一横杆、第二横杆和底部设有第一插脚的第一支撑杆，第一横杆的一端垂直固接在第一支撑杆的顶部、另一端通过转轴与指针连接，第二横杆的一端与第一支撑杆垂直固接、另一端通过固定铰支座与L型固定支架的竖端铰接，L型固定支架的竖端底部设有第二插脚，L型固定支架的横端安装有带凹槽的钢珠，刻度盘为弧形且固接在固定支架上，本实用新型测试装置结构简单、测量方便，适用于对表面平整的材料进行现场或者室内测定，本装置无需设置电源，仅依靠机械构件就可测得材料应变，更适于工程现场应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料性能测试领域，特别是涉及一种机械双杠杆式线应变测量装置。
背景技术
线应变是指物体受力产生变形时，单位长度线元的变化量物体受到外力作用产生变形的程度，线应变公式为ε＝ΔL/L，式中L是变形的前长度，ΔL是其变形后的伸长量。应变是描述材料变形的基本物理量，通过测定线应变可以获得材料的应力状态，验证结构或构件设计的合理性。在工程建设施工过程中，如隧道开挖、钢结构安装、卸载、加固等过程，常采用监测仪器对受力结构的应力应变情况进行监测，以指导施工作业。传统的机械构件线应变检测多采用电阻应变片法，但电阻应变片法连接导线多、导线布置和信号处理麻烦，要求操作人员具有一定的电学知识基础，而且导线接触电阻不稳定，线间电容及热电动势等都将使监测结果的准确性和检测精度降低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种机械双杠杆式线应变测量装置。
本实用新型是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型提供一种机械双杠杆式线应变测量装置，其特征在于：包括固定支架1、L型固定支架2、指针3和刻度盘4，固定支架1包括第一横杆11、第二横杆12和底部设有第一插脚13的第一支撑杆10，第一横杆11的一端垂直固接在第一支撑杆10的顶部、另一端通过转轴15与指针3相连接，第二横杆12的一端与第一支撑杆10垂直固接、另一端通过固定铰支座14与L型固定支架2的竖端铰接，L型固定支架2竖端设有第二插脚22，L型固定支架2的横端安装有带凹槽的钢珠21，钢珠21与指针3相接触；所述第二横杆12和第一支撑杆10之间安装有与指针3相配合的弧形刻度盘4；
优选的，L型固定支架2的横端安装有带凹槽的钢珠21，钢珠21与指针3相接触。
本实用新型提出的一种机械双杠杆式线应变测量装置具有如下优点：
1、本实用新型测试装置结构简单、测量方便，适用于对表面平整的材料进行现场或者室内测定。
2、本实用新型测试装置无需设置电源，仅依靠机械构件就可测得材料应变，更适于工程现场应用。
以上说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：
附图说明
图1是本实用新型一种机械双杠杆式线应变测量装置示意图。
图2是本实用新型一种机械双杠杆式线应变测量装置的测量原理示意图。
【主要元件符号说明】
1-固定支架，10-第一支撑杆，11-第一横杆，12-第二横杆，13-第一插脚，14-固定铰支座，15-转轴；2-L型固定支架，21-钢珠，22-第二插脚；3-指针；4-刻度盘；5-构件。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本实用新型提出的一种机械双杠杆式线应变测量装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
一种机械双杠杆式线应变测量装置，包括固定支架1、L型固定支架2、指针3和刻度盘4，固定支架1包括第一横杆11、第二横杆12和底部设有第一插脚13的第一支撑杆10，第一横杆11的一端垂直固接在第一支撑杆10的顶部，第一横杆11的另一端通过转轴15与指针3相连接，第二横杆12的一端与第一支撑杆10垂直固接，第二横杆12的另一端通过固定铰支座14与L型固定支架2的竖端铰接，L型固定支架2的竖端设有第二插脚22，L型固定支架2的横端安装有带凹槽的钢珠21，钢珠21与指针3相接触，在非工作状态时，L型固定支架2的竖端垂直于待测构件5，指针3与竖直方向有一定的夹角，无论构件5是压缩变形还是拉伸变形，都可以通过指针3将变形量在刻度盘4上读取出来，钢珠21上的凹槽能保证指针3在运动过程中不发生偏移，且可以减小钢珠21和指针3之间的摩擦力，指针3的针尖与刻度盘4相接触，便于更好的读取读数，刻度盘4为弧形且固接在固定支架1上，刻度盘4的圆心与指针3运动时的圆心重合，刻度盘4与指针3配合使用，方便读取指针3的读数，刻度盘4的一端固接在第一支撑杆10上、另一端固接在第二横杆12上。
工作原理：
工作时，将第一插脚13和第二插脚22安装在构件5的表面，构件表面平整度应小于4mm/m，记录下指针3在刻度盘4上的初始读数z1，并测量出构件5待测长度L(即第一插脚13和第二插脚22之间的距离)和指针3的长度H4。
实施例一：当构件5产生压缩变形时，第二插脚22会产生向左方向的位移，在固定铰支座14的作用下钢珠21产生向右方向的位移Δx，钢珠21与指针3分离，指针3在重力作用下逆时针转动，当指针3进入钢珠21凹槽内后停止运动，记录下此刻指针3在刻度盘4上的读数z2，z2与z1之差即为刻度盘4的读数差Δz。
实施例二：当构件5产生拉伸变形时，第二插脚22会产生向右方向的位移，在固定铰支座14的作用下钢珠21产生向左方向的位移Δx，钢珠21推动指针3顺时针方向运动，记录下此刻指针3在刻度盘4上的读数z2，z2与z1之差即为刻度盘4的读数差Δz。
其构造原理是由L型固定支架2为第一支杠杆，指针3为第二支杠杆，待测长度L内长度产生变化时，L型支架2即绕固定铰支座14旋转，第二支杠杆即指针21绕转轴15转动，小变形经杠杆作用的二次放大后，显示在刻度盘4上。
计算方法如下：
构件待测长度为L，受力后构件变形量为ΔL(即第二插脚22产生的水平位移)，固定铰支座14到构件5表面的垂直距离为H1，固定铰支座14到L型固定支架2横端的垂直距离为H2，L型固定支架2横端到第一横杆11的垂直距离为H3，指针3的长度为H4，钢珠21的位移量为Δx，刻度盘4的读数差为Δz。通过计算公式即可计算出构件5的应变量。
计算公式：
变形放大倍数为：
应变计算公式：
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种机械双杠杆式线应变测量装置，其特征在于：包括固定支架(1)、L型固定支架(2)、指针(3)和刻度盘(4)，固定支架(1)包括第一横杆(11)、第二横杆(12)和底部设有第一插脚(13)的第一支撑杆(10)，第一横杆(11)的一端垂直固接在第一支撑杆(10)的顶部、另一端通过转轴(15)与指针(3)相连接，第二横杆(12)的一端与第一支撑杆(10)垂直固接、另一端通过固定铰支座(14)与L型固定支架(2)的竖端铰接，L型固定支架(2)的竖端设有第二插脚(22)；所述第二横杆(12)和第一支撑杆(10)之间安装有与指针(3)相配合的弧形刻度盘(4)。
2.根据权利要求1所述的一种机械双杠杆式线应变测量装置，其特征在于：L型固定支架(2)的横端安装有带凹槽的钢珠(21)，钢珠(21)与指针(3)相接触。
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