压弯组合变形复合试样的制作方法
压弯组合变形复合试样的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压弯组合变形复合试样，用于高等学校及高职高专等工科材料力学和工程力学实验教学，属于高校实验教学领域。
【背景技术】
[0002]为了把学生培养成为社会需要的高素质人才，高校实验教学改革不断深入，实验内容由单一实验到组合实验，从简单实验到综合实验全面展开。综合实验是培养学生应用理论知识分析解决工程实际问题、提高学生综合素质的重要实验，综合实验内容选择非常关键既要考虑与课程的关联又要考虑与工程实际的贴近，还要考虑学生的接受能力。压缩和弯曲是两种基本变形，实际构件中比比皆是，在受压构件中由于制造或安装误差可能会使载荷作用位置偏离理想状态产生偏心压缩，偏心压力作用下将发生压缩和弯曲的组合变形，通过实验分析和计算偏心大小、偏心角度所产生的应力变化对构件造成的影响非常有意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种能够通过实验分析和计算偏心大小、偏心角度所产生的应力变化对构件造成的影响的压弯组合变形复合试样。
[0004]本实用新型薄壁矩形管、加载园盘、固定园盘三者为上下结构，其中:中间部分为薄壁矩形管，所述薄壁矩形管上部为加载圆盘，下部为固定圆盘，两圆盘的形心与薄壁矩形管的轴线重合。在薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴电阻应变片。
[0005]加载圆盘上刻有加载区及加载等偏心矩圆周线，所述加载区分为四个区域，所述圆周线上标有加载点。
[0006]固定圆盘上对称地开有两条圆弧形滑槽，所述圆弧形滑槽与加载圆盘的第II加载区和第IV加载区相对应。
[0007]所述薄壁矩形管截面尺寸是50*25*1.18mm。
[0008]所述加载圆盘和固定贺盘用焊接方式连接在薄壁矩形管两端。
[0009]薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴八枚电阻应变片。
[0010]本实用新型薄壁矩形管两端焊接加载园盘和固定园盘，通过在加载园盘上设置加载区和等偏心矩圆周线，就可计算出薄壁矩形管截面上的应力，结构简单，加载方便，力学分析全面深入，教学效果良好。这种试样填补了材料力学实验内容的一个空白，由该试样组成的薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验既与课程结合紧密又贴近工程实际，难易程度适中对培养学生分析问题解决问题的能力有很好的作用。
【附图说明】
[0011]图1本实用新型的结构示意图；
[0012]附图中标号说明:1-薄壁矩形管、2-加载圆盘、3-加载区、4-等偏心距圆周线、5-加载点、6-电阻应变片、7-固定圆盘、8-滑槽。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型即压弯组合变形复合试样由三部分组成，中间部分为薄壁矩形管I是试样的核心部件，上下两部分为加载圆盘2和固定圆盘7，两圆盘的形心与薄壁矩形管I的轴线重合，它们之间用焊接方式连接。
[0014]所述薄壁矩形管I采用50*25*1.18mm优质不锈钢钢管制成，在其每个方角处纵向共粘贴八枚电阻应变片6用于四个侧面、四个方角的应变测量。
[0015]所述加载圆盘2位于薄壁矩形管I上方并与其垂直，它用厚度6mm的不锈钢板做成，直径为120mm。加载圆盘2上面分出第1、第I1、第II1、第IV加载区域，每一区域有第一及第二等偏心距圆周线4，等偏心距圆周线上标有不同角度的加载点5。加载点5的位置可任意选择，选定的位置均由两个变量确定，设定在第I区域加载点5 ( A点)偏心矩L=50mm、角度θ=60。ο
[0016]固定圆盘7位于薄壁矩形管I下方，它也用厚度6mm的不锈钢做成，直径为120mm。固定圆盘7起固定整个试样的作用，实验时为了改变偏心矩和测点角度在其上面对称地开有两个滑槽8，通过滑槽8用螺栓将试样与基础平台固定。
[0017]本实用新型可与多种加力装置组成薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验，实验可以根据偏心矩和偏心角度进行不同的组合。不管那种情形实验都可以完成以下内容:(I)计算和测量薄壁矩形管横截面上的应力分布；(2)计算和测量薄壁矩形管横截面上最大拉应力和最大压应力；(3)计算和测量薄壁矩形管横截面上中性轴的位置；
(4)计算理论值和测量值的误差；(5)从实验结果中分析构件的强度和安全问题。
[0018]实验时，根据选定加载圆盘2上的加载点5设置于A点处(A点设置在加载区3的I区，第二等偏心距圆周线4和60角方向)，让加载点5与加力构件压头对准，此时用螺栓通过固定圆盘7上的滑槽8将试样与基础固定。将薄壁矩形管I四个方角上的八枚电阻应变片6和一枚温度补偿应变片与电阻应变仪按1/4桥方式连接，即可进行加载实验。按照实验方案对试样施加压力，薄壁矩形管I受偏心压缩后将产生压缩和弯曲的组合变形，其横截面上只有正应力，分布规律为线性分布。这时在截面上存在一条中性轴，将截面分成受拉和受压两个区域，横截面上最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置随加载位置不同而不同。加载位置可以用两个变量(偏心矩L和角度Θ )确定，根据材料力学理论可以计算出此时薄壁矩形管截面上应力分布规律、最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置。
[0019]试样受力后从电阻应变仪上测量出薄壁矩形管I四个面上的应变，根据胡克定律把应变转换为应力，即可得到薄壁矩形管截面上实验测量的应力分布规律、最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置。
【主权项】
1.一种压弯组合变形复合试样，其特征在于:薄壁矩形管(1)、加载圆盘(2)、固定圆盘(7)三者为上下结构，其中:中间部分为薄壁矩形管(1)，薄壁矩形管(I)上部为加载圆盘(2)，下部为固定圆盘(7)，两圆盘的形心与薄壁矩形管(I)的轴线重合。2.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:在薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴电阻应变片(6 )。3.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:加载圆盘(2)上刻有加载区(3)及加载等偏心矩圆周线(4)，所述加载区(3)分为四个区域，所述圆周线上标有加载点(5)。4.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:固定圆盘(7)上对称地开有两条圆弧形滑槽，所述圆弧形滑槽与加载圆盘(2)的第II加载区和第IV加载区相对应。5.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:所述薄壁矩形管(I)截面尺寸是 50*25*1.18mm。6.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:所述加载圆盘(2)和固定圆盘(7 )用焊接方式连接在薄壁矩形管(I)两端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种压弯组合变形复合试样，用于高等学校及高职高专等工科材料力学和工程力学实验教学，属于高校实验教学领域。本实用新型薄壁矩形管、加载园盘、固定园盘三者为上下结构，两圆盘的形心与薄壁矩形管的轴线重合。本实用新型薄壁矩形管两端焊接加载园盘和固定园盘，通过在加载园盘上设置加载区和等偏心矩圆周线，就可计算出薄壁矩形管截面上的应力，结构简单，加载方便，力学分析全面深入，教学效果良好。这种试样填补了材料力学实验内容的一个空白，由该试样组成的薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验既与课程结合紧密又贴近工程实际，难易程度适中对培养学生分析问题解决问题的能力有很好的作用。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN204695642
【申请号】CN201520156145
【发明人】朱云, 方治华, 李革, 顾勇强, 贾宏玉, 黄智德
【申请人】内蒙古科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月19日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压弯组合变形复合试样，用于高等学校及高职高专等工科材料力学和工程力学实验教学，属于高校实验教学领域。
【背景技术】
[0002]为了把学生培养成为社会需要的高素质人才，高校实验教学改革不断深入，实验内容由单一实验到组合实验，从简单实验到综合实验全面展开。综合实验是培养学生应用理论知识分析解决工程实际问题、提高学生综合素质的重要实验，综合实验内容选择非常关键既要考虑与课程的关联又要考虑与工程实际的贴近，还要考虑学生的接受能力。压缩和弯曲是两种基本变形，实际构件中比比皆是，在受压构件中由于制造或安装误差可能会使载荷作用位置偏离理想状态产生偏心压缩，偏心压力作用下将发生压缩和弯曲的组合变形，通过实验分析和计算偏心大小、偏心角度所产生的应力变化对构件造成的影响非常有意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种能够通过实验分析和计算偏心大小、偏心角度所产生的应力变化对构件造成的影响的压弯组合变形复合试样。
[0004]本实用新型薄壁矩形管、加载园盘、固定园盘三者为上下结构，其中:中间部分为薄壁矩形管，所述薄壁矩形管上部为加载圆盘，下部为固定圆盘，两圆盘的形心与薄壁矩形管的轴线重合。在薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴电阻应变片。
[0005]加载圆盘上刻有加载区及加载等偏心矩圆周线，所述加载区分为四个区域，所述圆周线上标有加载点。
[0006]固定圆盘上对称地开有两条圆弧形滑槽，所述圆弧形滑槽与加载圆盘的第II加载区和第IV加载区相对应。
[0007]所述薄壁矩形管截面尺寸是50*25*1.18mm。
[0008]所述加载圆盘和固定贺盘用焊接方式连接在薄壁矩形管两端。
[0009]薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴八枚电阻应变片。
[0010]本实用新型薄壁矩形管两端焊接加载园盘和固定园盘，通过在加载园盘上设置加载区和等偏心矩圆周线，就可计算出薄壁矩形管截面上的应力，结构简单，加载方便，力学分析全面深入，教学效果良好。这种试样填补了材料力学实验内容的一个空白，由该试样组成的薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验既与课程结合紧密又贴近工程实际，难易程度适中对培养学生分析问题解决问题的能力有很好的作用。
【附图说明】
[0011]图1本实用新型的结构示意图；
[0012]附图中标号说明:1-薄壁矩形管、2-加载圆盘、3-加载区、4-等偏心距圆周线、5-加载点、6-电阻应变片、7-固定圆盘、8-滑槽。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型即压弯组合变形复合试样由三部分组成，中间部分为薄壁矩形管I是试样的核心部件，上下两部分为加载圆盘2和固定圆盘7，两圆盘的形心与薄壁矩形管I的轴线重合，它们之间用焊接方式连接。
[0014]所述薄壁矩形管I采用50*25*1.18mm优质不锈钢钢管制成，在其每个方角处纵向共粘贴八枚电阻应变片6用于四个侧面、四个方角的应变测量。
[0015]所述加载圆盘2位于薄壁矩形管I上方并与其垂直，它用厚度6mm的不锈钢板做成，直径为120mm。加载圆盘2上面分出第1、第I1、第II1、第IV加载区域，每一区域有第一及第二等偏心距圆周线4，等偏心距圆周线上标有不同角度的加载点5。加载点5的位置可任意选择，选定的位置均由两个变量确定，设定在第I区域加载点5 ( A点)偏心矩L=50mm、角度θ=60。ο
[0016]固定圆盘7位于薄壁矩形管I下方，它也用厚度6mm的不锈钢做成，直径为120mm。固定圆盘7起固定整个试样的作用，实验时为了改变偏心矩和测点角度在其上面对称地开有两个滑槽8，通过滑槽8用螺栓将试样与基础平台固定。
[0017]本实用新型可与多种加力装置组成薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验，实验可以根据偏心矩和偏心角度进行不同的组合。不管那种情形实验都可以完成以下内容:(I)计算和测量薄壁矩形管横截面上的应力分布；(2)计算和测量薄壁矩形管横截面上最大拉应力和最大压应力；(3)计算和测量薄壁矩形管横截面上中性轴的位置；
(4)计算理论值和测量值的误差；(5)从实验结果中分析构件的强度和安全问题。
[0018]实验时，根据选定加载圆盘2上的加载点5设置于A点处(A点设置在加载区3的I区，第二等偏心距圆周线4和60角方向)，让加载点5与加力构件压头对准，此时用螺栓通过固定圆盘7上的滑槽8将试样与基础固定。将薄壁矩形管I四个方角上的八枚电阻应变片6和一枚温度补偿应变片与电阻应变仪按1/4桥方式连接，即可进行加载实验。按照实验方案对试样施加压力，薄壁矩形管I受偏心压缩后将产生压缩和弯曲的组合变形，其横截面上只有正应力，分布规律为线性分布。这时在截面上存在一条中性轴，将截面分成受拉和受压两个区域，横截面上最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置随加载位置不同而不同。加载位置可以用两个变量(偏心矩L和角度Θ )确定，根据材料力学理论可以计算出此时薄壁矩形管截面上应力分布规律、最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置。
[0019]试样受力后从电阻应变仪上测量出薄壁矩形管I四个面上的应变，根据胡克定律把应变转换为应力，即可得到薄壁矩形管截面上实验测量的应力分布规律、最大拉应力、最大压应力及中性轴的位置。
【主权项】
1.一种压弯组合变形复合试样，其特征在于:薄壁矩形管(1)、加载圆盘(2)、固定圆盘(7)三者为上下结构，其中:中间部分为薄壁矩形管(1)，薄壁矩形管(I)上部为加载圆盘(2)，下部为固定圆盘(7)，两圆盘的形心与薄壁矩形管(I)的轴线重合。2.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:在薄壁矩形管四个方角处纵向粘贴电阻应变片(6 )。3.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:加载圆盘(2)上刻有加载区(3)及加载等偏心矩圆周线(4)，所述加载区(3)分为四个区域，所述圆周线上标有加载点(5)。4.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:固定圆盘(7)上对称地开有两条圆弧形滑槽，所述圆弧形滑槽与加载圆盘(2)的第II加载区和第IV加载区相对应。5.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:所述薄壁矩形管(I)截面尺寸是 50*25*1.18mm。6.根据权利要求1所述的压弯组合变形复合试样，其特征在于:所述加载圆盘(2)和固定圆盘(7 )用焊接方式连接在薄壁矩形管(I)两端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种压弯组合变形复合试样，用于高等学校及高职高专等工科材料力学和工程力学实验教学，属于高校实验教学领域。本实用新型薄壁矩形管、加载园盘、固定园盘三者为上下结构，两圆盘的形心与薄壁矩形管的轴线重合。本实用新型薄壁矩形管两端焊接加载园盘和固定园盘，通过在加载园盘上设置加载区和等偏心矩圆周线，就可计算出薄壁矩形管截面上的应力，结构简单，加载方便，力学分析全面深入，教学效果良好。这种试样填补了材料力学实验内容的一个空白，由该试样组成的薄壁矩形管偏心压缩压弯组合变形应力测定综合实验既与课程结合紧密又贴近工程实际，难易程度适中对培养学生分析问题解决问题的能力有很好的作用。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN204695642
【申请号】CN201520156145
【发明人】朱云, 方治华, 李革, 顾勇强, 贾宏玉, 黄智德
【申请人】内蒙古科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月19日
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