动静态力学综合试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种动静态力学综合试验台，涉及力学实验设备。现在市场上的力学实验台功能单一，操作不方便，设备体积大，售价高。本发明专利技术在主台架上安装有纯弯曲梁、组合梁弯曲、圆筒弯扭、动态梁、等强度梁、拉伸与压缩、冲击杆七种装置；纯弯曲梁、组合梁弯曲、等强度梁、圆筒弯扭、拉伸与压缩装置分别采用手动螺旋轮加载，传感器测力，通过组合式杠杆力传递系统传递载荷；动态梁装置使用带偏心轮的电机激振；在台面上安装有与应变计引线连接的接口板。本发明专利技术具有组合开设基础力学各类实验的功能和进行各类基本实验技能训练的功能，综合功能强，性能价格比高，结构紧凑，操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力学实验设备，是用于高等院校基础力学等课程的实验教学综 合试验台。
技术介绍
目前高等教育注重学生的实践能力和创新精神的培养，在力学实验教学中 需要功能好的实验设备。现在市场上的力学实验台， 一方面功能单一，没有动 态实验，操作使用不方便，另一方面设备体积大，购置成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，根据当前基础力学实验教学的要求，满足开设综合性、 设计性和创新性实验需要，为力学实验教学提供一种动静态力学综合试验台， 具有综合功能强，性能价格比高，结构紧凑和操作方便等优点。本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种动静态力学综合试验台，在主台架的台面上自后向前依次安装有纯弯 曲梁装置，组合梁弯曲装置，圆筒弯扭装置，动态梁装置，等强度梁装置，在 主台架的前面安装有拉伸与压縮装置，在台面的右侧安装有冲击杆装置；纯弯曲梁装置、组合梁弯曲装置、等强度梁装置、圆筒弯扭装置、拉伸与压縮装置分别采用手动螺旋轮加载，传感器测力，通过组合式杠杆力传递系统传递载荷； 动态梁装置使用带偏心轮的电机激振；在台面上安装有与应变计引线连接的接口板。所述的组合式杠杆力传递系统的结构是传感器和主台架固定，连接框与传感器下端相连，并与主杠杆和副杠杆连接，主杠杆另一端连接加力器，主支 点叉安装在主台架上，并与主杠杆铰接，，副支点叉上端与主台架固定，下端与 副杠杆铰接，副杠杆左端与阶梯杆铰接，小杠杆左端与小铰支铰接，小铰支与 主台架固定，小杠杆中间与阶梯杆铰接，右端与筒拉杆铰接，大杠杆左端与大 铰支铰接，大铰支与主台架固定，大杠杆中间与阶梯杆铰接，右端与梁拉杆铰 接。所述的纯弯曲梁装置、组合梁弯曲装置的结构是在主台架台面上安装有 两个下支座、两个上支座，在下支座上放置纯弯梁，在上支座上放置组合梁， 在组合梁中间安装两个拉框，拉框与直梁拉杆连接，直梁拉杆又连接横杆，通 过直梁加载轮上的螺旋杆与加力器螺纹连接， 一方面通过钢珠给横杆加压，而 横杆通过直梁拉杆、拉框给组合梁加力，另一方面通过螺纹连接，提升加力器， 使主杠杆受力，载荷由杠杆传到传感器。所述的拉框的中间有销孔，当给纯弯 梁加力时，在此空中插入销轴，使组合梁与拉框分离，组合梁不受力。所述的等强度梁装置的结构是大固支端安装在台面上，在大固支端上安 装等强度梁，等强度梁右端嵌入梁加力框，由等强度梁手动螺旋轮加载，使等 强度梁受压，同时通过梁加力框、梁拉杆，使杠杆系统受力，载荷传递到传感 器。所述的圆筒弯扭装置的结构是圆筒试件一端采用V型固支座和V型压盖， 通过螺栓使试件固定，扭转力臂开有弹性槽，通过螺栓力包紧试件，筒加力螺 旋轮的螺旋与筒加力框配合，旋转螺旋轮使扭转力臂受压，圆筒受力，同时力 通过筒加力框、筒拉杆传递到杠杆系统，使传感器受拉，圆筒的载荷通过小杠 杆、副杠杆两级放大，传给传感器。所述的拉伸与压縮装置的结构是在主台架前面立柱上固定两个导轨，槽 杆与导轨用圆柱销铰接，通过孔距改变距离以适应不同的试件长度，反向架套 入槽杆，试件安装在槽杆与连接叉之间，可做拉伸实验，试件安装在槽杆下端 和反向架之间，可做压縮实验，正反螺旋的拉压加力轮上端连接连接框，下端 连接连接叉、反向架，转动拉压加力轮给拉压装置反向架上的试件直接加载， 使传感器受拉。所述的冲击杆装置的结构是冲击杆左端通过转轴和支铰铰接，冲击杆右 端安装质量块，在杆下的台面上安装有支点。所述的动态梁装置的结构是动态梁一端用螺栓固定于小固支端，另一端通 过连接支架，安装带偏心块的小电机，通过电机转动旋转偏心块，使梁振动产 生稳态动应变。本专利技术与现有技木相比，具有以下优点和有益效果由于本试验台集直梁弯曲、组合梁弯曲、等强度梁弯曲、弯扭组合、拉伸与压縮变形、动态梁及冲击杆七种装置为一体，具有组合开设基础力学各类实验 的功能和组合进行各类基本实验技能训练的功能，应用该实验台可开设直梁 纯弯曲实验、弹性模量和泊松比测定实验、叠梁纯弯曲实验、剪切弹性模量测 定实验、连续梁实验、应变片灵敏系数标定实验、转角挠度测定实验、主应力 测定实验、单一力素测定实验、偏心拉伸实验、静不定圆环应力测定实验、压 杆稳定演示实验、桥路连接与温度补偿实验等十八大项实验，且每一项实验可 以设计出多种实验方案来完成，多数实验项目为设计性和综合性实验，因此， 设备性能价格比高。同时，试验台布局合理，结构紧凑。由于试验台采用传感 器测力，组合式杠杆传递载荷，每种装置有不同的杠杆比，配置各自的加载螺 旋，各装置间无需转换相对独立，通过更换不同的试件，扩展其实验功能，因 此，操作使用十分方便。 附图说明图1为一种动静态力学综合试验台的主视图； 图2图1的右视图； 图3为图1的俯视图；图4为组合式杠杆力传递系统结构示意图；图5为圆筒弯扭装置示意图；图6图5的右视图；图7为动态梁装置示意图；图8为图7的俯视图；图9为冲击杆装置示意图；图10为图9的俯视图；图11为阶梯杆的槽孔示意图； 图12为试验系统结构框图； 图13为应用软件设置流程图； 图14为试件的测点与布片图。具体实施方式如图1、 2、 3所示， 一种动静态力学综合试验台，在主台架18的台面上自 后向前依次安装有纯弯曲梁装置1，组合梁弯曲装置2，圆筒弯扭装置4，动态梁装置6，等强度梁装置3，在主台架18的前面安装有拉伸与压縮装置5，在台 面的右侧安装有冲击杆装置19;纯弯曲梁装置1、组合梁弯曲装置2、等强度梁 装置3、圆筒弯扭装置4、拉伸与压縮装置5分别采用手动螺旋轮加载，传感器 测力，通过组合式杠杆力传递系统传递载荷；动态梁装置6使用带偏心轮的电 机激振；在台面上安装有接口板49与应变计引线相接。如图1、 2、 4所示，所述的组合式杠杆力传递系统的结构是传感器44上 端通过螺杆52和主台架18固定，由连接框13与传感器44下端相连，同时此 框通过销钉与主杠杆25和副杠杆42连接。主杠杆25另一端连接加力器23，主 支点叉29安装在主台架上，并与主杠杆25圆柱销连接，作为主杠杆的支点， 主杠杆比为1: 1。副支叉43上端通过螺栓与主台架18固定，下端用圆柱销与 副杠杆42连接，作为副杠杆的支点，副杠杆左端用圆柱销与阶梯杆36连接， 杠杆比1: 2。副杠杆42是嵌入在主杠杆25的槽中，副支叉43的圆柱销同时穿 过主杠杆和副杠杆，但主杠杆此处的孔径是圆柱销孔径的两倍，使得主、副杠 杆在传递载荷时互不影响。小杠杆38左端与小铰支34铰接，小铰支34通过螺 旋与主台架18固定，作为小杠杆的支点，小杠杆中间与阶梯杆36铰接，右端 与筒拉杆40铰接，杠杆比1: 3。其载荷传递是当通过筒加力螺12给圆筒加 载时，筒拉杆40被向上拉，通过小杠杆、阶梯杆使副杠杆42左端向上受力， 从而使传感器44受拉力。圆筒的载荷通过小杠杆、副杠杆两级放大，传给传感 器44，总的杠杆比1: 6。大杠杆39左端与大铰支35铰接，大铰支通过螺旋与 主台架18固定，作为大杠杆的支点，大杠杆中间与阶梯杆36铰接，右端与梁 拉杆41铰接，杠杆比1: 5。其载荷传递与上述小杠杆情况相同，当给等强度梁 加栽时，传感器44受拉力，总的杠杆比1: 10。需要说明的是阶梯杆36同时与 小杠杆、大杠杆铰接，但是此两处的连接孔采用槽孔56 (参看图11)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动静态力学综合试验台，其特征在于：所述的试验台，在主台架（１８）的台面上自后向前依次安装有纯弯曲梁装置（１）、组合梁弯曲装置（２）、圆筒弯扭装置（４）、动态梁装置（６）、等强度梁装置（３），在主台架（１８）的前面安装有拉伸与压缩装置（５），在台面的右侧安装有冲击杆装置（１９）；纯弯曲梁装置（１）、组合梁弯曲装置（２）、等强度梁装置（３）、圆筒弯扭装置（４）、拉伸与压缩装置（５）分别采用手动螺旋轮加载，传感器测力，通过组合式杠杆力传递系统传递载荷；动态梁装置（６）使用带偏心轮的电机激振；在台面上安装有与应变计引线连接的接口板（４９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢占魁，王复兴，李艳辉，谢锐，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]