一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具制造技术

本实用新型专利技术涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，包括左端盖、中间连接体、右端盖，所述中间连接体一端与所述左端盖连接，另一端与所述右端盖连接，所述左端盖外侧设置有径向力方向标、力偶方向标，所述左端盖内侧设置有扭转切应力方向标、应力单元体，所述应力单元体设置有正应力方向标、弯曲切应力方向标A，中间连接体设置有弯曲正应力方向标、弯曲切应力方向标B、剪力方向标、弯矩方向标，右端盖设置有扭矩方向标。本实用新型专利技术可直观展示弯扭组合变形下构件所受的外力、内力、应力以及单元体应力状态，满足教学和科普需要，激发学生思考，帮助和加深学生对材料力学课程弯扭组合变形内容的理解。

A teaching aid for displaying the state of material mechanics based on the combined bending and torsion deformation

【技术实现步骤摘要】
一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具
本技术涉及教学用具
，特别是涉及一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具。
技术介绍
现有的材料力学教材中对于受到弯曲与扭转组合变形的传动轴等构件，在内力、应力分布和单元的应力状态的分析表示方面，理论上是可以在黑板或者纸面画出部分构件分析内力、画出横截面分析应力分布、并且画出单元体分析应力状态。然而由于现实物体均存在于立体空间中，即使教材只要求分析一个平面内受力情况，但由于学生空间立体想象能力的差异，许多学生难以将空间中单元体应力状态图转化成纸面的受力分析图，从而导致学生难以理解教师讲授的内容、害怕受力分析、难以掌握受力分析。而现有的教学方式均由教师直接将受力示例在黑板画出或课件上演示，尚无直观的教具帮助学生理解受力分析。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，其具有体积小、构造简单、价格低廉、便于收纳等优点，可直观展示弯扭组合变形下构件所受的外力、内力、应力以及单元体应力状态，满足力学教学和科普需要，激发学生思考，有利于帮助和加深学生对材料力学课程弯扭组合变形这一难点内容的理解。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，包括左端盖、中间连接体、右端盖，所述中间连接体一端与所述左端盖连接，另一端与所述右端盖连接，所述左端盖外侧设置有径向力方向标、力偶方向标，所述左端盖内侧设置有扭转切应力方向标、应力单元体，所述应力单元体设置有正应力方向标、弯曲切应力方向标A，所述中间连接体设置有弯曲正应力方向标、弯曲切应力方向标B、剪力方向标、弯矩方向标，所述右端盖设置有扭矩方向标。进一步，所述左端盖设置有与所述径向力方向标、所述力偶方向标、所述扭转切应力方向标、所述应力单元体相配合的凹槽A，所述中间连接体设置有与所述弯曲正应力方向标、所述弯曲切应力方向标B、所述剪力方向标、所述弯矩方向标相配合的凹槽B，所述右端盖设置有与所述扭矩方向标相配合的凹槽C。进一步，所述应力单元体设置有用于放置所述弯曲切应力方向标A的凹槽D。进一步，所述应力单元体为四个，四个所述应力单元体沿所述左端盖圆周方向等间距设置。进一步，相对的两个所述应力单元体设置有用于放置所述正应力方向标的通孔。进一步，所述正应力方向标端部设置有滑块。进一步，所述剪力方向标和所述弯矩方向标位于所述中间连接体的同一侧面。进一步，所述左端盖、所述右端盖为圆柱形结构。本技术的有益效果是：1、本技术体积小、构造简单、价格低廉、便于收纳，可直观展示弯扭组合变形下构件所受的外力、内力、应力以及单元体应力状态，满足力学教学和科普需要，激发学生思考，有利于帮助和加深学生对材料力学课程弯扭组合变形这一难点内容的理解；2、本技术既可供教师教学演示之用，也可以作为学生理解题意之需，帮助学生理解弯扭组合变形的内力图、应力分布图和单元体应力状况图。附图说明图1是本技术一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具的结构示意图。图2是左端盖的结构示意图。图3是右端盖的结构示意图。图4是中间连接体的结构示意图。图5是应力单元体的结构示意图。附图标记说明：1——左端盖，11——径向力方向标，12——力偶方向标，13——扭转切应力方向标，14——凹槽A，2——中间连接体，21——弯曲正应力方向标，22——弯曲切应力方向标，23——剪力方向标，24——弯矩方向标，25——凹槽B，3——右端盖，31——扭矩方向标，32——凹槽C，4——应力单元体，41——正应力方向标，411——滑块，42——弯曲切应力方向标B，43——凹槽D，44——通孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的说明，并不是把本技术的实施范围限制于此。如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，包括左端盖1、中间连接体2、右端盖3，所述中间连接体2一端与所述左端盖1连接，另一端与所述右端盖3连接，所述左端盖1外侧设置有径向力方向标11、力偶方向标12，所述左端盖1内侧设置有扭转切应力方向标13、应力单元体4，所述应力单元体4设置有正应力方向标41、弯曲切应力方向标A42，所述中间连接体2设置有弯曲正应力方向标21、弯曲切应力方向标B22、剪力方向标23、弯矩方向标24，所述右端盖3设置有扭矩方向标31。使用时，根据弯曲组合变形构件的受力情况，将本技术教具拆解开，利用本技术教具内各种受力方向标可直观展示弯曲组合变形构件所受的外力、内力、应力以及单元体应力状态，满足力学教学和科普需要，激发学生思考，有利于帮助和加深学生对材料力学课程弯扭组合变形的理解。所述左端盖1设置有与所述径向力方向标11、所述力偶方向标12、所述扭转切应力方向标13、所述应力单元体4相配合的凹槽A14，所述中间连接体2设置有与所述弯曲正应力方向标21、所述弯曲切应力方向标B22、所述剪力方向标23、所述弯矩方向标24相配合的凹槽B25，所述右端盖3设置有与所述扭矩方向标31相配合的凹槽C32，所述应力单元体4设置有用于放置所述弯曲切应力方向标A42的凹槽D43，各方向标分别放置于与之相配合的凹槽中，便于受力展示和收纳。所述应力单元体4为四个，四个所述应力单元体4沿所述左端盖1圆周方向等间距设置，便于展示弯曲组合变形构件的受力。相对的两个所述应力单元体4设置有用于放置所述正应力方向标41的通孔44，使用时，将正应力方向标41从通孔44中推出，展示受力情况。所述正应力方向标41端部设置有滑块411，滑块411可以在通孔44内滑动，保证在受力展示过程中正应力方向标41不会脱落。所述剪力方向标23和所述弯矩方向标24位于所述中间连接体2的同一侧面，便于展示变形构件的受力情况。所述左端盖1、所述右端盖3为圆柱形结构，中间连接件2一端插入左端盖1的凹槽中，另一端插入右端盖3的凹槽中，拼接后本技术教具为圆柱形结构。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的实质和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，其特征在于：包括左端盖（1）、中间连接体（2）、右端盖（3），所述中间连接体（2）一端与所述左端盖（1）连接，另一端与所述右端盖（3）连接，所述左端盖（1）外侧设置有径向力方向标（11）、力偶方向标（12），所述左端盖（1）内侧设置有扭转切应力方向标（13）、应力单元体（4），所述应力单元体（4）设置有正应力方向标（41）、弯曲切应力方向标A（42），所述中间连接体（2）设置有弯曲正应力方向标（21）、弯曲切应力方向标B（22）、剪力方向标（23）、弯矩方向标（24），所述右端盖（3）设置有扭矩方向标（31）。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，其特征在于：包括左端盖（1）、中间连接体（2）、右端盖（3），所述中间连接体（2）一端与所述左端盖（1）连接，另一端与所述右端盖（3）连接，所述左端盖（1）外侧设置有径向力方向标（11）、力偶方向标（12），所述左端盖（1）内侧设置有扭转切应力方向标（13）、应力单元体（4），所述应力单元体（4）设置有正应力方向标（41）、弯曲切应力方向标A（42），所述中间连接体（2）设置有弯曲正应力方向标（21）、弯曲切应力方向标B（22）、剪力方向标（23）、弯矩方向标（24），所述右端盖（3）设置有扭矩方向标（31）。


2.根据权利要求1所述的一种基于弯扭组合变形的材料力学量状态展示教具，其特征在于：所述左端盖（1）设置有与所述径向力方向标（11）、所述力偶方向标（12）、所述扭转切应力方向标（13）、所述应力单元体（4）相配合的凹槽A（14），所述中间连接体（2）设置有与所述弯曲正应力方向标（21）、所述弯曲切应力方向标B（22）、所述剪力方向标（23）、所述弯矩方向标（24）相配合的凹槽B（25），所述右端盖（3）设置有与所述扭矩方向标（31）相配合的凹槽C（32）。
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【专利技术属性】
技术研发人员：董焱章，林鉴岳，周精浩，王永刚，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42