本发明专利技术涉及一种积木式桁架教学实验装置，由杆件、连接补强片、节点、插片、支座和加载砝码组成。杆件和延长补强片之间通过延长补强插片插接，以实现杆件的延长，杆件和节点之间通过节点插片插接，两个桁架通过共用一个节点圆柱转轴相连，支座套接在节点圆柱转轴处，砝码可在两榀桁架之间节点圆柱转轴中间处加载，此装置可拆卸可重复使用，具有很好的经济性和适用性。此外，杆件可长短可调，同一个铰接点连出不同发不同单片间夹角大小可调，且整个结构为拼接而成，可实现任意节点加载，适应于各种不同形式的桁架结构，制作过程简单，完全可由学生自行加工操作，完全符合课堂教学要求。完全符合课堂教学要求。
【技术实现步骤摘要】
一种积木式桁架教学实验装置
[0001]
[0002]本专利技术属于土木工程专业实验结构力学教学领域，涉及一种实验结构力学教学实验装置，特别涉及一种积木式桁架教学实验装置。
[0003]
技术介绍
[0004]结构力学是力学与结构之间承上启下的专业基础课，其研究对象主要是平面杆件体系，其任务是解决该类结构的刚度、强度和稳定性问题。桁架结构是土木工程专业结构力学教学中最基本最重要的结构。但是在目前的结构力学关于桁架结构的教学中理论知识较多，内容较为抽象，学生理解起来有一定难度。在日益重视实践、重视创新能力培养的背景下，把抽象的问题具体化，实践教学显得尤为重要。
[0005]桁架是结构力学中最常见的结构，能准确的研究其受力性能对于结构力学整门课程的理解至关重要。但是，如何能选择一种简单、实用，而且又便于学生理解掌握的实验结构装置却不容易。目前已有较多关于桁架的专利技术，主要是用于实际生产生活或者实验室内使用，但是非积木式，存在设备体积较大、不能任意设计模型以及不能拿到课堂教学中直接使用等缺陷。本专利技术提供了一种较为合理的且可以直接在课堂教学中使用的积木式桁架教学实验装置。
技术实现思路
[0006]为了克服现有的桁架结构实验装置难以满足实验教学要求，且形式固定、难以自行加工、偏差较大以及资金投入较多等缺陷，本专利技术旨在提供一种积木式桁架结构实验教学装置，该结构木质结构，容易自制、成本低廉、可重复使用、可做任意形式桁架结构，可实现任意节点加载，给学生提供标准件后学生在课堂中可自行加工制作，让学生在实践中学习，能满足实验结构力学的教学要求。
[0007]本专利技术提供了一种积木式桁架实验教学装置，为两榀桁架，可防止平面外位移，该教学实验装置包括杆件、连接补强片、节点、插片、支座和加载砝码。
[0008]杆件可有三种不同的形式选择，分别为“一”字型、“回”字型以及“H”型。“一”字型杆件为呈两侧梳齿状的长条；“回”字型杆件由翼缘和腹板拼接而成，翼缘为呈两侧梳齿状的长条，中间有两排镂空插接点,腹板部分由两根刚好和翼缘插接点吻合的呈锯齿状的长条组成；“H”字型杆件也由翼缘和腹板拼接而成，翼缘为呈两侧梳齿状的长条，中间有单排镂空插接点,腹板部分由一根刚好和翼缘插接点吻合的呈锯齿状的长条组成。这三种形式的杆件皆为可批量生产的标准件，实验时可根据计算长度截短，亦可通过连接补强片加长，实现了长度可调的目标。
[0009]延长补强片包含腹板延长补强片和翼缘延长补强片两种，可用于连接两根杆件以
制作更长的杆件，亦可用于薄弱处补强，都是通过杆件与延长片通过延长插片插接而成。
[0010]节点：由多个呈锯齿状的单板、垫片、圆柱转轴和卡扣组装而成，相邻单片间夹角大小可调；每个单片呈钥匙状，杆件插入孔洞，插入数量根据实验要求可自行确定，外侧和内侧用垫片将其固定。整个节点完全插接而成，具有简单容易可拆卸的特点。
[0011]插片：包括节点插片和延长补强插片两种，节点和杆件通过节点插片插接，翼缘和腹板与翼缘延长补强片和腹板延长补强片之间通过延长补强插片插接，插片为呈单侧梳齿状的短木塞，具有灵活可拆卸的特点。
[0012]支座：包括固定铰支座和可动铰支座，其中固定铰支座采用梯形端板，可动铰支座采用扇形端板，均通过端板的圆形镂空与桁架模型的圆柱转轴相连。
[0013]加载砝码：由于本专利技术为两榀桁架，因此可在两榀桁架中间任一圆柱转轴的位置挂砝码，实现任意节点加载的功能。
[0014]本专利技术的优势是可根据课程需要，杆件可长短可调，同一个铰接点连出不同发不同单片间夹角大小可调，且整个结构为拼接而成，可拆卸可重复利用，可实现任意节点加载，适应于各种不同形式的桁架结构，制作过程简单，完全可由学生自行加工操作，完全符合课堂教学要求。
[0015]附图说明
[0016]图1是本专利技术所述翼缘延长片。
[0017]图2是本专利技术所述腹板延长片。
[0018]图3是本专利技术所述节点。
[0019]图4是本专利技术所述固定铰支座。
[0020]图5是本专利技术所述可动铰支座。
[0021]图6是本专利技术所述“一”字型杆件。
[0022]图7是本专利技术所述“一”字型杆件延长插接图。
[0023]图8是本专利技术所述“一”字型杆件与节点插接图。
[0024]图9是本专利技术所述“回”字型杆件翼缘。
[0025]图10是本专利技术所述型杆件腹板。
[0026]图11是本专利技术所述“回”字型杆件。
[0027]图12是本专利技术所述“回”字型杆件延长插接图。
[0028]图13是本专利技术所述“回”字型杆件与节点插接图。
[0029]图14是本专利技术所述“H”型杆件翼缘。
[0030]图15是本专利技术所述“H”型杆件。
[0031]图16是本专利技术所述“H”型杆件延长插接图。
[0032]图17是本专利技术所述“H”型杆件与节点插接图。
[0033]图18是本专利技术拼接的立体加载图。
[0034]图19是本专利技术拼装的单榀梯形桁架。
[0035]图20是本专利技术拼装的单榀三角形桁架。
[0036]图21是本专利技术拼装的单榀抛物线形桁架。
[0037] 图中：1延长补强片，11翼缘延长补强片，111 翼缘延长补强片凸起，12 腹板延长补强片，121腹板延长补强片镂空；2砝码；3节点,31单片，32圆柱转轴，33垫片，34卡片；4插片，41“一”字型杆件节点插片，42“回”字型杆件节点插片,43“H”型杆件节点插片，44“一”字型杆件延长补强插片，45“回”字型杆件延长补强插片,46“H”型杆件延长补强插片；5支座，51梯形端片，52圆形镂空，53插条，54底板，55扇形端片；6杆件，61“一”字型杆件翼缘,62“回”字型杆件翼缘,63“H”型杆件翼缘，64翼缘凸起，65长方形镂空，66腹板，661腹板凸起，662腹板镂空。
具体实施方式
[0038]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况确定具体的实施方式。
[0039]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：如图6所示，“一”字型杆件由一根“一”字型杆件翼缘61组成，是以5mm长度为一个基本单位的呈两侧带有翼缘凸起64的长条；如图11所示，“回”字型杆件包括如图9所示的翼缘和如图10所示的腹板两部分，“回”字型杆件翼缘62部分为以20mm长度为一个单位的双面梳齿状的长条，每个单位长度内有两个平行的长方形镂空65的标准件；腹板也是以20mm长度为一个单位，为带有腹板凸起661和腹板镂空662的长条标准件；这样，两根“回”字型杆件翼缘62中间插入两根腹板66，腹板凸起661位置插入长方形镂空65位置，形成过盈配合，组成结构非常稳定“回”字型的杆件；如图15所示，“H”型杆件包括“H”型杆件翼缘63和腹板66两部分，翼缘部分为以20mm长度为一个单位的双面梳齿状的长条，每个单位长度内有一排平行于边缘的长方形镂空65的标准件；“H”本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种积木式桁架教学实验装置，其特征是包括：杆件、节点、插片、支座、延长补强片及加载砝码，其中，杆件和延长补强片之间通过延长补强插片插接，以实现杆件的延长，杆件和节点之间通过节点插片插接，两个桁架通过共用一个节点圆柱转轴相连，支座套接在节点圆柱转轴处，砝码可在两榀桁架之间节点圆柱转轴中间处加载。2.根据权利要求1所述的杆件，其特征是：以一个固定长度为基本单位，包括三种不同的截面形式，分别为“一”字型截面、“回”字型截面以及“H”型截面。3.根据权利要求2所述的杆件，其特征是：“一”字型杆件为两侧梳齿状的长条；“回”字型杆件由翼缘和腹板插接而成，翼缘为呈两侧梳齿状的长条，中间有两排镂空插接点,腹板部分由两根刚好和翼缘插接点吻合的呈锯齿状的长条组成；“H”字型杆件也由翼缘和腹板插接而成，翼缘为呈两侧梳齿状的长条...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈再现，张天伟，王承鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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