CN218470341U - 一种弹性环力学实验组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种弹性环力学实验组件，当实验样品刚度过大，用蜗轮蜗杆机构手动加载不易控制时，在加载系统中串接一个刚度远小于实验样品的弹性环，加载时，丝杆的位移绝大部分由弹性环承担了，所以荷载就容易控制了；设置上滑板和下滑板，便于调节底部加载装置和顶部挂载点的位置；上固定梁和下固定梁分别设置有两个，双联支架可以提高整体结构的稳定性，此外，也便于设置滑动连接的上滑板和下滑板；采用4080W加厚欧标铝型材制作支架，可减轻整体重量，便于移动和运输，降低制作成本；此外，也能充分利用铝型材上的滑槽，实现滑动连接，进一步降低成本。

Description

一种弹性环力学实验组件

技术领域

本实用新型涉及教学教具领域，尤其涉及一种弹性环力学实验组件。

背景技术

目前，实验台进行材料拉伸加载实验时，一般采用蜗杆机构进行加载。手轮旋转一周，丝杆移动量大约为0.3mm。当需要对大刚度的试件进行拉伸加载实验时，即使加到最大荷载，试件的伸长量也＜1mm。此时，荷载的施加和保持就难以控制。

针对以上情况，就需要采用其他方式，便于施加和保持荷载。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种弹性环力学实验组件，便于施加和保持荷载。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种弹性环力学实验组件，其包括支架、加载装置、力传感器和显示器，其中，支架包括支撑脚、上固定梁和下固定梁，支撑脚竖直设置，上固定梁和下固定梁分别水平设置且与支撑脚固定，力传感器与显示器信号连接，还包括弹性环，所述弹性环刚度小于实验样品，上固定梁、力传感器、实验样品、弹性环、加载装置和下固定梁依次连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，支架还包括上滑板和下滑板，上滑板和下滑板分别与上固定梁和下固定梁沿水平方向滑动连接，力传感器分别与上滑板和实验样品铰连接，弹性环分别与实验样品和加载装置的输出轴铰连接，加载装置固定在下滑板上。

进一步优选的，所述弹性环上、下端面中心分别开设有穿孔，两螺栓分别穿过所述穿孔并分别连接实验样品和加载装置的输出轴。

进一步优选的，所述上固定梁和下固定梁分别设置有两个，两个上固定梁和下固定梁分别前后并排设置且两端与支撑脚固定。

更进一步优选的，所述上滑板包括两第一滑板和两第一连杆，两上固定梁之间设置有间隙，所述第一滑板表面设置有宽度与两上固定梁之间间隙相适应的第一凸台，两第一滑板相对设置于两上固定梁上下两侧且第一凸台伸入两上固定梁之间的间隙内，两第一连杆穿过两第一滑板并将二者紧固连接，力传感器与下方的第一滑板固定连接。

更进一步优选的，所述下滑板包括两第二滑板和两第二连杆，两下固定梁之间设置有间隙，所述第二滑板表面设置有宽度与两下固定梁之间间隙相适应的第二凸台，两第二滑板相对设置于两下固定梁上下两侧且第二凸台伸入两下固定梁之间的间隙内，两第二连杆穿过两第二滑板并将二者紧固连接；加载装置固定在下方的第二滑板上且输出轴穿过两第二滑板。

更进一步优选的，所述支撑脚、上固定梁和下固定梁分别采用4080W加厚欧标铝型材。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述加载装置采用涡轮蜗杆机构，其输入端连接有手轮。

本实用新型的弹性环力学实验组件相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)当实验样品刚度过大，用蜗轮蜗杆机构手动加载不易控制时，在加载系统中串接一个刚度远小于实验样品的弹性环，加载时，丝杆的位移绝大部分由弹性环承担了，所以荷载就容易控制了；

(2)设置上滑板和下滑板，便于调节底部加载装置和顶部挂载点的位置；

(3)上固定梁和下固定梁分别设置有两个，双联支架可以提高整体结构的稳定性，此外，也便于设置滑动连接的上滑板和下滑板；

(4)采用4080W加厚欧标铝型材制作支架，可减轻整体重量，便于移动和运输，降低制作成本；此外，也能充分利用铝型材上的滑槽，实现滑动连接，进一步降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的弹性环力学实验组件的连接关系示意图；

图2为本实用新型的弹性环力学实验组件的支架部分的立体图；

图3为本实用新型的弹性环力学实验组件的上滑板的立体图；

图4为本实用新型的弹性环力学实验组件的下滑板的立体图；

图5为本实用新型的弹性环力学实验组件的弹性环的主视图；

图6为本实用新型的弹性环力学实验组件的弹性环的俯视图；

图7为本实用新型的弹性环力学实验组件的上固定梁的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的弹性环力学实验组件，其包括支架1、加载装置2、力传感器3、显示器4和弹性环5。

具体的，本实用新型的弹性环力学实验组件一般用于大刚度的实验样品S的拉伸加载实验。

其中，支架1，起到固定支撑作用，如图2，其包括支撑脚11、上固定梁12和下固定梁13，支撑脚11竖直设置，上固定梁12和下固定梁13分别水平设置且与支撑脚11固定。其中，上固定梁12提供上挂载点，下固定梁13作为加载装置2的支撑点。

加载装置2，与下固定梁13相对固定并对实验样品S加载。加载装置2可采用现有技术，具体的，所述加载装置2采用涡轮蜗杆机构，其输入端连接有手轮。

力传感器3，检测加载情况并反馈给显示器4，可采用现有技术。

显示器4，与力传感器3信号连接，显示加载值。

弹性环5，其刚度远小于实验样品S，串联在加载系统，加载时，加载装置2的位移绝大部分由弹性环5承担了，所以荷载就容易控制了。具体的，弹性环是一轴向刚度较小的构件，在规定的载荷范围内，有大的弹性变形，结构如图5～6所示。具体的，所述上固定梁12、力传感器3、实验样品S、弹性环5、加载装置2和下固定梁13依次连接。

作为一种优选实施方式，支架1还包括上滑板14和下滑板15，上滑板14和下滑板15分别与上固定梁12和下固定梁13沿水平方向滑动连接，力传感器3分别与上滑板14和实验样品S铰连接，弹性环5分别与实验样品S和加载装置2的输出轴铰连接，加载装置2固定在下滑板15上。如此，可适应性调节力传感器3与上滑板14挂载点的水平位置以及加载装置2的位置，使得整个加载系统绷直，将加载准确传导到实验样品S和弹性环5上。

作为一种优选实施方式，如图5和图6，所述弹性环5上、下端面中心分别开设有穿孔50，两螺栓分别穿过所述穿孔50并分别连接实验样品S和加载装置2的输出轴。如此，便于快速连接弹性环5。

作为一种优选实施方式，所述上固定梁12和下固定梁13分别设置有两个，两个上固定梁12和下固定梁13分别前后并排设置且两端与支撑脚11固定。如此，设立双联结构，可提高整体结构的稳定性，此外，也便于设置滑动连接的上滑板14和下滑板15。

作为上滑板14与上固定梁12滑动连接的具体实现方式，如图3，所述上滑板14包括两第一滑板141和两第一连杆142，两上固定梁12之间设置有间隙，所述第一滑板141表面设置有宽度与两上固定梁12之间间隙相适应的第一凸台143，两第一滑板141相对设置于两上固定梁12上下两侧且第一凸台143伸入两上固定梁12之间的间隙内，两第一连杆142穿过两第一滑板141并将二者紧固连接，力传感器3与下方的第一滑板141固定连接。如此，可提高滑动连接的稳定性。

作为下滑板15与下固定梁12滑动连接的具体实现方式，如图4，所述下滑板15包括两第二滑板151和两第二连杆152，两下固定梁12之间设置有间隙，所述第二滑板151表面设置有宽度与两下固定梁12之间间隙相适应的第二凸台153，两第二滑板151相对设置于两下固定梁12上下两侧且第二凸台153伸入两下固定梁12之间的间隙内，两第二连杆152穿过两第二滑板151并将二者紧固连接；加载装置2固定在下方的第二滑板151上且输出轴穿过两第二滑板151。如此，可提高滑动连接的稳定性。

作为一种优选实施方式，所述支撑脚11、上固定梁12和下固定梁13分别采用4080W加厚欧标铝型材。如图7，铝型材较宽的两侧面分别开设有两条滑槽0，较窄的两侧面分别开设有一条滑槽0。双滑槽0的设计，提高滑动稳定性，在固定时的强度也更高一些。

以下以拉伸加载实验为例介绍本实用新型的弹性环力学实验组件：

首先，将上固定梁12、力传感器3、实验样品S、弹性环5、加载装置2和下固定梁13依次连接

然后，调节上滑板14和下滑板15在上固定梁12和下固定梁13上的位置；

最后，将力传感器3和显示器4信号连接，通过加载装置2加载，并观察其实验样品S和弹性环5的形变，并记录加载载荷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种弹性环力学实验组件，其包括支架(1)、加载装置(2)、力传感器(3)和显示器(4)，其中，支架(1)包括支撑脚(11)、上固定梁(12)和下固定梁(13)，支撑脚(11)竖直设置，上固定梁(12)和下固定梁(13)分别水平设置且与支撑脚(11)固定，力传感器(3)与显示器(4)信号连接，其特征在于：还包括弹性环(5)，所述弹性环(5)刚度小于实验样品(S)，上固定梁(12)、力传感器(3)、实验样品(S)、弹性环(5)、加载装置(2)和下固定梁(13)依次连接。

2.如权利要求1所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：支架(1)还包括上滑板(14)和下滑板(15)，上滑板(14)和下滑板(15)分别与上固定梁(12)和下固定梁(13)沿水平方向滑动连接，力传感器(3)分别与上滑板(14)和实验样品(S)铰连接，弹性环(5)分别与实验样品(S)和加载装置(2)的输出轴铰连接，加载装置(2)固定在下滑板(15)上。

3.如权利要求2所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述弹性环(5)上、下端面中心分别开设有穿孔(50)，两螺栓分别穿过所述穿孔(50)并分别连接实验样品(S)和加载装置(2)的输出轴。

4.如权利要求2所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述上固定梁(12)和下固定梁(13)分别设置有两个，两个上固定梁(12)和下固定梁(13)分别前后并排设置且两端与支撑脚(11)固定。

5.如权利要求4所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述上滑板(14)包括两第一滑板(141)和两第一连杆(142)，两上固定梁(12)之间设置有间隙，所述第一滑板(141)表面设置有宽度与两上固定梁(12)之间间隙相适应的第一凸台(143)，两第一滑板(141)相对设置于两上固定梁(12)上下两侧且第一凸台(143)伸入两上固定梁(12)之间的间隙内，两第一连杆(142)穿过两第一滑板(141)并将二者紧固连接，力传感器(3)与下方的第一滑板(141)固定连接。

6.如权利要求4所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述下滑板(15)包括两第二滑板(151)和两第二连杆(152)，两下固定梁(12)之间设置有间隙，所述第二滑板(151)表面设置有宽度与两下固定梁(12)之间间隙相适应的第二凸台(153)，两第二滑板(151)相对设置于两下固定梁(12)上下两侧且第二凸台(153)伸入两下固定梁(12)之间的间隙内，两第二连杆(152)穿过两第二滑板(151)并将二者紧固连接；加载装置(2)固定在下方的第二滑板(151)上且输出轴穿过两第二滑板(151)。

7.如权利要求4所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述支撑脚(11)、上固定梁(12)和下固定梁(13)分别采用4080W加厚欧标铝型材。

8.如权利要求1所述的弹性环力学实验组件，其特征在于：所述加载装置(2)采用涡轮蜗杆机构，其输入端连接有手轮。

Images