一种组合式桁架力学实验装置的制作方法
专利名称：一种组合式桁架力学实验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于基础力学实验教学领域。
背景技术：
实验教学是高等教育的重要组成部分，对培养具有较高综合素质的人才起着其他环节无法替代的作用。实验教学改革的目标就是使得学生能更好的掌握实验研究的基本方法和技能，具有独立开展实验研究的能力，具备向相关领域拓展的基本素质。因此，综合性设计性实验的开发和推广是必然趋势。由学生根据问题的性质综合运用所学知识，自行设计实验方案，拟定实验方案的具体步骤，包括与实验相关的硬件和软件的设计。通过实验研究自然界中不易直接观察到的力学现象，进ー步掌握力学概念和力学理论，使得学生可以在实验中学习，在实验中研究。
发明内容
本发明的目的是为开展综合性设计性研究性的基础力学实验，提出ー种能够通过自主设计、组合实现多种基础力学实验的综合性桁架实验装置。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
ー种组合式力学桁架实验装置，包括矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置、カ传感器及测カ仪、压头、桁架构件、接头、桁架支座，所述桁架构件、接头、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置固定在矩形框架式实验台的顶梁上，所述加载手轮的下端安装有力传感器及测カ仪，力传感器及测カ仪下部与压头连接，通过压头对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本发明中所述桁架支座固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座及两个滚轴模拟两端铰支约束。有益效果:本实验装置构造简单，可组合性強，比现有的实验装置功能多祥、灵巧美观、节省材料。
图1为桁架形式的总体布置图 具体实施例方式 如附图所示ー种组合式桁架力学实验装置，设置有一矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置3、力传感器及测カ仪4、压头5、桁架构件6-1、接头7-1、桁架支座8-1，桁架构件6-1、接头7-1、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座8-1固定在矩形框架式实验台上，机械式手轮加载装置3固定在矩形框架式实验台的顶梁2上，机械式手轮加载装置3的下端安装有力传感器及测カ仪4，力传感器及测カ仪4下部与压头5连接，通过压头5对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本发明中的桁架支座8-1固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座8-1及两个滚轴模拟两端铰支约束。
对于桁架结构本身，可以根据具体实验设计要求，选择不同结构形式的桁架，加载方式亦可根据实验需求选择单点加载或多点加载。在进行桁架实验时，学生可根据自身设计实验需要，首先选择桁架结构所需的杆件，然后用接头将各杆件杆组合成所需的桁架形式，之后将组合好的桁架固定到实验台上，最后根据实验设计的加载方案选择加载点，加载方式及载荷大小，一切准备就绪之后即可开始实验。这种设计的特点在于:学生可以根据自身需要独立设计实验方案，然后利用本实验装置提供的构件实现自主组合结构形式、加载方式的桁架力学实验。本组合式桁架力学实验装置，是为开展综合性设计性的材料力学实验而研制的台式多功能组合实验装置中的ー种。而多功能组合实验装置可进行多种不同结构形式、不同约束形式的刚架综合性设计性实验、桁架的静カ试验以及单向拉伸实验，可以实现用可装配杆件自主搭建多种形式的刚架和桁架、利用多种支座模拟不同形式的约束、同时可以实现在不同加载点上施加单个或多个载荷，并且可以实现对称加载和反对称加载，学生在实验中可灵活设计、自主实施，可以培养学生的自主创新和实践动手能力。目前国内大多数基础力学实验装置基本上都是单一功能的，在一个实验装置上只能实现ー种实验。也有部分组合实验装置，是将几种固定的基本实验共同组装在ー个装置上。而本多功能组合式力学实验装置最大的不同之处就在于它的可组合性和多变性，学生可以根据自主设计实验的需要，选择所需的杆件、接头、约束支座以及加载方式进行自主组合多种实验，这样就很方便的实现了装置的多功能性，同时还可以加深学生对力学实验的理解，巩固和提高所学的力学知识。通过设计综合性实验激发创新思维，有效的提高理论和实践的结合运用能力，并掌握将理论知识运用在实践当中的技巧。
权利要求
1.ー种组合式桁架力学实验装置，其特征在于包括:矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置(3)、力传感器及测カ仪(4)、压头(5)、桁架构件(6-1)、接头(7-1)、桁架支座(8-1)，所述桁架构件(6-1)、接头(7-1)、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座(8-1)固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置(3)固定在矩形框架式实验台的顶梁(2)上，所述机械式手轮加载装置(3)的下端安装有力传感器及测カ仪(4)，カ传感器及测カ仪(4)下部与压头(5)连接，通过压头(5)对桁架结构接触并施加载荷于节点上。
2.如权利要求1所述的组合式力学桁架实验装置，其特征在于:所述桁架支座(8-1)固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座(8-1)及两个滚轴模拟两端铰支约束。
全文摘要
一种组合式桁架力学实验装置，包括矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置(3)、力传感器及测力仪(4)、压头(5)、桁架构件(6-1)、接头(7-1)、桁架支座(8-1)，所述桁架构件(6-1)、接头(7-1)、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座(8-1)固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置(3)固定在矩形框架式实验台的顶梁(2)上，所述机械式手轮加载装置(3)的下端安装有力传感器及测力仪(4)，力传感器及测力仪(4)下部与压头(5)连接，通过压头(5)对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本实验装置构造简单，可组合性强，比现有的实验装置功能多样、灵巧美观、节省材料。
文档编号G09B23/10GK103136990SQ20111038282
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者邓宗白, 陶阳, 杨贺, 杜文超, 杨婷, 马超 申请人:南京航空航天大学
技术领域：
本发明属于基础力学实验教学领域。
背景技术：
实验教学是高等教育的重要组成部分，对培养具有较高综合素质的人才起着其他环节无法替代的作用。实验教学改革的目标就是使得学生能更好的掌握实验研究的基本方法和技能，具有独立开展实验研究的能力，具备向相关领域拓展的基本素质。因此，综合性设计性实验的开发和推广是必然趋势。由学生根据问题的性质综合运用所学知识，自行设计实验方案，拟定实验方案的具体步骤，包括与实验相关的硬件和软件的设计。通过实验研究自然界中不易直接观察到的力学现象，进ー步掌握力学概念和力学理论，使得学生可以在实验中学习，在实验中研究。
发明内容
本发明的目的是为开展综合性设计性研究性的基础力学实验，提出ー种能够通过自主设计、组合实现多种基础力学实验的综合性桁架实验装置。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
ー种组合式力学桁架实验装置，包括矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置、カ传感器及测カ仪、压头、桁架构件、接头、桁架支座，所述桁架构件、接头、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置固定在矩形框架式实验台的顶梁上，所述加载手轮的下端安装有力传感器及测カ仪，力传感器及测カ仪下部与压头连接，通过压头对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本发明中所述桁架支座固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座及两个滚轴模拟两端铰支约束。有益效果:本实验装置构造简单，可组合性強，比现有的实验装置功能多祥、灵巧美观、节省材料。
图1为桁架形式的总体布置图 具体实施例方式 如附图所示ー种组合式桁架力学实验装置，设置有一矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置3、力传感器及测カ仪4、压头5、桁架构件6-1、接头7-1、桁架支座8-1，桁架构件6-1、接头7-1、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座8-1固定在矩形框架式实验台上，机械式手轮加载装置3固定在矩形框架式实验台的顶梁2上，机械式手轮加载装置3的下端安装有力传感器及测カ仪4，力传感器及测カ仪4下部与压头5连接，通过压头5对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本发明中的桁架支座8-1固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座8-1及两个滚轴模拟两端铰支约束。
对于桁架结构本身，可以根据具体实验设计要求，选择不同结构形式的桁架，加载方式亦可根据实验需求选择单点加载或多点加载。在进行桁架实验时，学生可根据自身设计实验需要，首先选择桁架结构所需的杆件，然后用接头将各杆件杆组合成所需的桁架形式，之后将组合好的桁架固定到实验台上，最后根据实验设计的加载方案选择加载点，加载方式及载荷大小，一切准备就绪之后即可开始实验。这种设计的特点在于:学生可以根据自身需要独立设计实验方案，然后利用本实验装置提供的构件实现自主组合结构形式、加载方式的桁架力学实验。本组合式桁架力学实验装置，是为开展综合性设计性的材料力学实验而研制的台式多功能组合实验装置中的ー种。而多功能组合实验装置可进行多种不同结构形式、不同约束形式的刚架综合性设计性实验、桁架的静カ试验以及单向拉伸实验，可以实现用可装配杆件自主搭建多种形式的刚架和桁架、利用多种支座模拟不同形式的约束、同时可以实现在不同加载点上施加单个或多个载荷，并且可以实现对称加载和反对称加载，学生在实验中可灵活设计、自主实施，可以培养学生的自主创新和实践动手能力。目前国内大多数基础力学实验装置基本上都是单一功能的，在一个实验装置上只能实现ー种实验。也有部分组合实验装置，是将几种固定的基本实验共同组装在ー个装置上。而本多功能组合式力学实验装置最大的不同之处就在于它的可组合性和多变性，学生可以根据自主设计实验的需要，选择所需的杆件、接头、约束支座以及加载方式进行自主组合多种实验，这样就很方便的实现了装置的多功能性，同时还可以加深学生对力学实验的理解，巩固和提高所学的力学知识。通过设计综合性实验激发创新思维，有效的提高理论和实践的结合运用能力，并掌握将理论知识运用在实践当中的技巧。
权利要求
1.ー种组合式桁架力学实验装置，其特征在于包括:矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置(3)、力传感器及测カ仪(4)、压头(5)、桁架构件(6-1)、接头(7-1)、桁架支座(8-1)，所述桁架构件(6-1)、接头(7-1)、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座(8-1)固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置(3)固定在矩形框架式实验台的顶梁(2)上，所述机械式手轮加载装置(3)的下端安装有力传感器及测カ仪(4)，カ传感器及测カ仪(4)下部与压头(5)连接，通过压头(5)对桁架结构接触并施加载荷于节点上。
2.如权利要求1所述的组合式力学桁架实验装置，其特征在于:所述桁架支座(8-1)固定于矩形框架式实验台的两侧壁上，桁架结构的两端通过处在相同水平高度的桁架支座(8-1)及两个滚轴模拟两端铰支约束。
全文摘要
一种组合式桁架力学实验装置，包括矩形框架式实验台、机械式手轮加载装置(3)、力传感器及测力仪(4)、压头(5)、桁架构件(6-1)、接头(7-1)、桁架支座(8-1)，所述桁架构件(6-1)、接头(7-1)、根据实验需要组成桁架结构，并且通过桁架支座(8-1)固定在矩形框架式实验台上，所述机械式手轮加载装置(3)固定在矩形框架式实验台的顶梁(2)上，所述机械式手轮加载装置(3)的下端安装有力传感器及测力仪(4)，力传感器及测力仪(4)下部与压头(5)连接，通过压头(5)对桁架结构接触并施加载荷于节点上。本实验装置构造简单，可组合性强，比现有的实验装置功能多样、灵巧美观、节省材料。
文档编号G09B23/10GK103136990SQ20111038282
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者邓宗白, 陶阳, 杨贺, 杜文超, 杨婷, 马超 申请人:南京航空航天大学
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