多功能材料力学实验装置的制作方法
专利名称：多功能材料力学实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种力学实验装置，尤其涉及一种多功能材料力学实验装置。
背景技术：
根据国家教委批准颁布的材料力学课程教学基本要求，材料力学实验教学大纲规 定了必做的十二个实验，并且要求每个实验人数为二人一组实施，为完成这些基础实验学 校需要配备各种台套的仪器设备，而目前大部分实验设备单一使用，单台设备只能做1-2 个实验项目，为此需要为材料力学实验研制出一种操作简单，应用范围广泛实用的专用多 功能实验装置。
发明内容本实用新型的目的在于提供了一种多功能材料力学实验装置，该实验装置克服现 有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个 实验内容，所加载荷大小直接从显示器读出，并以牛顿(N)为单位的形式显示，最小分辨率 为1牛顿(1N)。本实用新型是这样来实现的，它包括手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器、加 压圆头、7字型加载立柱、梁支撑面i、梁支撑面ii、静态电阻应变仪、显示器、等强度梁、纯 弯曲梁、弯扭组合梁、弯曲变形梁、通用底座、调平螺杆，其特征是通用底座上连有7字型加 载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆 的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连 接加压圆头，梁支撑面i和梁支撑面ii安装在通用底座上并且距离可调节，梁支撑面i和 梁支撑面ii上可放置等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁，压力传感器上的电阻 应变片的信号输入连接显示器，等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁上的应变值 输入连接静态电阻应变仪，通用底座的底面四端分别连有调平螺杆。本实用新型的技术效果是克服了现有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装 四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个实验内容，它是以牛顿(N)为单位来显示压 力的大小，最大加载负荷1500N，该装置采用螺旋传动手轮人工加载的特点，加载速度Imm/ 转，可方便地控制上升和下降，更具有体积小、结构简洁，加载平稳准确，易于拆卸，力值数 显等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。在图中，1.手轮2.加载螺杆3.导向螺母套4.压力传感器5.加压圆头6. 7字 型加载立柱7.梁支撑面i 8.梁支撑面ii 9.通用底座10.调平螺杆11.静态电阻应 变仪12.显示器。
具体实施方式
如图1所示，通用底座(9)中间一侧垂直设有7字型加载立柱(6)，7字型加载立 柱(6)顶端压入导向螺母套(3)固定，加载螺杆(2)上端与手轮(1)固定连接，下端与压力 传感器(4)平面滑动连接，压力传感器(4)下端连接加压圆头(5)，在等强度梁(13)、纯弯曲 梁(14)、弯扭组合梁(15)上均贴有电阻应变片并与静态电阻应变仪(11)连接，梁支撑面i (7)和梁支撑面ii (8)用于安放纯弯曲梁和弯曲变形梁，梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8) 用于安装等强度梁和弯扭组合梁，顺时针转动手轮(1)时，加载螺杆(2)在导向螺母套(3) 内旋转向下运动，并带动压力传感器(4)和压力圆头(5)向下运动，当压力圆头(5)向下接 触到梁时，压力传感器(4)产生弹性变形应变片的信号输入显示器(12)显示力值，同时梁 上应变片的应变值通过静态电阻应变仪(11)显示出来。在图1所示的实施例中，将等强度梁安装固定在梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8) 上，可做等强度梁变截面上多个截面的应力对比证实其等强度实验，电阻应变片灵敏系数K 值的标定实验，电桥三种桥路(四分之一桥、半桥、全桥)的组桥练习实验。将纯弯曲梁放在 梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8)上，可做弯曲梁上正应力测定及应力分布规律实验，材料 弹性常数E及泊松比μ的测定实验。将弯扭组合梁安装固定在梁支撑面i (7)或梁支撑 面ii (8)上，可做弯扭组合主应力大小及方向的测定实验，弯扭组合变形下横截面上内力素 (弯矩、扭矩、剪力)的测定实验，扭转剪切弹性常数G的测定实验。将弯曲变形梁放在梁支 撑面i (7)或梁支撑面ii (8)上，可做三种梁弯曲变形时中点挠度与端截面转角的大小测 定和对比实验。工作原理是由手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器组成了该装置的加载系 统，用手动加载来控制速度。顺时针转动手轮时，加载螺杆在导向螺母套内旋转向下运动， 并带动压力传感器和加压圆头向下运动可加载，逆时针转动手轮时，压力传感器和加压圆 头向上运动可卸载。压力传感器内有一薄壁弹性衬套作感应体，将八片电阻应变片粘贴到 弹性衬套四个对称表面上并组成全桥测量电桥。当梁受力后，弹性衬套也受力并产生微小 变形时，弹性衬套上应变片的阻值就会增加或减少，将这个阻值信号分别接入显示器里的 电桥放大电路，电桥就输出一个放大了四倍的信号，把电桥放大的信号输入到放大电路，通 过A/D模数转换电路，再输入到显示电路，显示器显示加载负荷的大小。同时梁也产生微小 变形，梁上的电阻应变值通过静态电阻应变仪显示，根据应变值和计算公式，可计算出不同 梁上应力的大小。
权利要求1. 一种多功能材料力学实验装置，它包括手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器、加 压圆头、7字型加载立柱、梁支撑面i、梁支撑面ii、静态电阻应变仪、显示器、等强度梁、纯 弯曲梁、弯扭组合梁、弯曲变形梁、通用底座、调平螺杆，其特征是通用底座上连有7字型加 载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆 的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连 接加压圆头，梁支撑面i和梁支撑面ii安装在通用底座上并且距离可调节，梁支撑面i和 梁支撑面ii上可放置等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁，压力传感器上的电阻 应变片的信号输入连接显示器，等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁上的应变值 输入连接静态电阻应变仪，通用底座的底面四端分别连有调平螺杆。
专利摘要一种多功能材料力学实验装置，通用底座上连有7字型加载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连接加压圆头。本实用新型的技术效果是克服了现有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个实验内容，它是以牛顿(N)为单位来显示压力的大小，最大加载负荷1500N，该装置采用螺旋传动手轮人工加载的特点，加载平稳准确，易于拆卸，力值数显等优点。
文档编号G09B23/10GK201853397SQ201020613430
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘政, 刘荣庆, 向东德, 董爱民 申请人:南昌航空大学
技术领域：
本实用新型涉及一种力学实验装置，尤其涉及一种多功能材料力学实验装置。
背景技术：
根据国家教委批准颁布的材料力学课程教学基本要求，材料力学实验教学大纲规 定了必做的十二个实验，并且要求每个实验人数为二人一组实施，为完成这些基础实验学 校需要配备各种台套的仪器设备，而目前大部分实验设备单一使用，单台设备只能做1-2 个实验项目，为此需要为材料力学实验研制出一种操作简单，应用范围广泛实用的专用多 功能实验装置。
发明内容本实用新型的目的在于提供了一种多功能材料力学实验装置，该实验装置克服现 有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个 实验内容，所加载荷大小直接从显示器读出，并以牛顿(N)为单位的形式显示，最小分辨率 为1牛顿(1N)。本实用新型是这样来实现的，它包括手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器、加 压圆头、7字型加载立柱、梁支撑面i、梁支撑面ii、静态电阻应变仪、显示器、等强度梁、纯 弯曲梁、弯扭组合梁、弯曲变形梁、通用底座、调平螺杆，其特征是通用底座上连有7字型加 载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆 的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连 接加压圆头，梁支撑面i和梁支撑面ii安装在通用底座上并且距离可调节，梁支撑面i和 梁支撑面ii上可放置等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁，压力传感器上的电阻 应变片的信号输入连接显示器，等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁上的应变值 输入连接静态电阻应变仪，通用底座的底面四端分别连有调平螺杆。本实用新型的技术效果是克服了现有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装 四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个实验内容，它是以牛顿(N)为单位来显示压 力的大小，最大加载负荷1500N，该装置采用螺旋传动手轮人工加载的特点，加载速度Imm/ 转，可方便地控制上升和下降，更具有体积小、结构简洁，加载平稳准确，易于拆卸，力值数 显等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。在图中，1.手轮2.加载螺杆3.导向螺母套4.压力传感器5.加压圆头6. 7字 型加载立柱7.梁支撑面i 8.梁支撑面ii 9.通用底座10.调平螺杆11.静态电阻应 变仪12.显示器。
具体实施方式
如图1所示，通用底座(9)中间一侧垂直设有7字型加载立柱(6)，7字型加载立 柱(6)顶端压入导向螺母套(3)固定，加载螺杆(2)上端与手轮(1)固定连接，下端与压力 传感器(4)平面滑动连接，压力传感器(4)下端连接加压圆头(5)，在等强度梁(13)、纯弯曲 梁(14)、弯扭组合梁(15)上均贴有电阻应变片并与静态电阻应变仪(11)连接，梁支撑面i (7)和梁支撑面ii (8)用于安放纯弯曲梁和弯曲变形梁，梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8) 用于安装等强度梁和弯扭组合梁，顺时针转动手轮(1)时，加载螺杆(2)在导向螺母套(3) 内旋转向下运动，并带动压力传感器(4)和压力圆头(5)向下运动，当压力圆头(5)向下接 触到梁时，压力传感器(4)产生弹性变形应变片的信号输入显示器(12)显示力值，同时梁 上应变片的应变值通过静态电阻应变仪(11)显示出来。在图1所示的实施例中，将等强度梁安装固定在梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8) 上，可做等强度梁变截面上多个截面的应力对比证实其等强度实验，电阻应变片灵敏系数K 值的标定实验，电桥三种桥路(四分之一桥、半桥、全桥)的组桥练习实验。将纯弯曲梁放在 梁支撑面i (7)或梁支撑面ii (8)上，可做弯曲梁上正应力测定及应力分布规律实验，材料 弹性常数E及泊松比μ的测定实验。将弯扭组合梁安装固定在梁支撑面i (7)或梁支撑 面ii (8)上，可做弯扭组合主应力大小及方向的测定实验，弯扭组合变形下横截面上内力素 (弯矩、扭矩、剪力)的测定实验，扭转剪切弹性常数G的测定实验。将弯曲变形梁放在梁支 撑面i (7)或梁支撑面ii (8)上，可做三种梁弯曲变形时中点挠度与端截面转角的大小测 定和对比实验。工作原理是由手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器组成了该装置的加载系 统，用手动加载来控制速度。顺时针转动手轮时，加载螺杆在导向螺母套内旋转向下运动， 并带动压力传感器和加压圆头向下运动可加载，逆时针转动手轮时，压力传感器和加压圆 头向上运动可卸载。压力传感器内有一薄壁弹性衬套作感应体，将八片电阻应变片粘贴到 弹性衬套四个对称表面上并组成全桥测量电桥。当梁受力后，弹性衬套也受力并产生微小 变形时，弹性衬套上应变片的阻值就会增加或减少，将这个阻值信号分别接入显示器里的 电桥放大电路，电桥就输出一个放大了四倍的信号，把电桥放大的信号输入到放大电路，通 过A/D模数转换电路，再输入到显示电路，显示器显示加载负荷的大小。同时梁也产生微小 变形，梁上的电阻应变值通过静态电阻应变仪显示，根据应变值和计算公式，可计算出不同 梁上应力的大小。
权利要求1. 一种多功能材料力学实验装置，它包括手轮、加载螺杆、导向螺母套、压力传感器、加 压圆头、7字型加载立柱、梁支撑面i、梁支撑面ii、静态电阻应变仪、显示器、等强度梁、纯 弯曲梁、弯扭组合梁、弯曲变形梁、通用底座、调平螺杆，其特征是通用底座上连有7字型加 载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆 的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连 接加压圆头，梁支撑面i和梁支撑面ii安装在通用底座上并且距离可调节，梁支撑面i和 梁支撑面ii上可放置等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁，压力传感器上的电阻 应变片的信号输入连接显示器，等强度梁、纯弯曲梁、弯扭组合梁或弯曲变形梁上的应变值 输入连接静态电阻应变仪，通用底座的底面四端分别连有调平螺杆。
专利摘要一种多功能材料力学实验装置，通用底座上连有7字型加载立柱，7字型加载立柱的顶端压入导向螺母套，加载螺杆螺纹连接导向螺母套，加载螺杆的上端与手轮固定连接，加载螺杆的下端与压力传感器平面滑动连接，压力传感器下端连接加压圆头。本实用新型的技术效果是克服了现有实验设备一机不能多用的缺陷，通过换装四种梁，可完成材料力学实验教学大纲的九个实验内容，它是以牛顿(N)为单位来显示压力的大小，最大加载负荷1500N，该装置采用螺旋传动手轮人工加载的特点，加载平稳准确，易于拆卸，力值数显等优点。
文档编号G09B23/10GK201853397SQ201020613430
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘政, 刘荣庆, 向东德, 董爱民 申请人:南昌航空大学
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