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专利名称：一种用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，属于建筑工程实验设备技术领域。
背景技术：
随着机电技术的不断发展，电子万能试验机以其高精度、多功能及丰富的试验软件逐步成为大多数院校材料力学实验的主流设备，但多数电子万能试验机仅仅用来进行材料的拉伸、压缩及梁的弯曲实验教学，设备的功能未得到充分的利用，实验教学的内容也仅仅局限在基本的验证性实验方面，未得到拓展，特别是与工程实际相结合的有利于培养学生的综合能力及解决工程实际问题能力的实验教学装置比较缺乏。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，以一个截面为矩形的圆弧形曲杆为主体，配合设有饺支座和螺孔的滑块和底座，通过选择曲杆与滑块和底座之间的紧固方式，改变曲杆两端的约束方式，实现简支曲梁、无铰拱、二铰拱等多种实验形式。本发明的技术方案是用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，包括曲杆 1、滑块2和底座3，曲杆1是截面为矩形的弧形构件，曲杆1两端设有连接板和耳板，滑块2 和底座3上设有饺支座、螺孔和调节螺钉，曲杆1两端与滑块2和底座3之间通过连接板、 耳板、饺支座、螺孔和螺钉连接，底座3置于电子万能试验机12上，以电子万能试验机作为支承及施力单元。所述曲杆1两端各焊接有一个连接板4和耳板13，每个连接板上设有两个用于调节约束方式的螺孔I 14，耳板13上设有销钉孔15。所述支座3的左边设有一块滑块2，滑块2的左端设有一挡板I 5、中部设有一个固定饺支座I 17、饺支座I 17两边设有两组长圆孔16和两个螺孔II 18。所述底座3的左端设有一挡板II 6，右端设有一固定饺支座II 19，左边设有两组与固定滑块上长圆孔16相对应的螺栓9。所述底座3左端挡板6上预留有两个可装入推力螺钉7的推力螺孔，右端固定饺支座19两边预留有两个螺孔III 20。所述曲杆1两端耳板13分别与滑块2上固定饺支座I 17和底座3上固定饺支座 II 19之间通过销钉10铰连。所述曲杆1两端连接板4可分别通过螺钉8和滑块2上螺孔II 18和底座3上螺孔III 20，与滑块2和底座3固接。使用时，将底座3放置于电子万能试验机的支承板上12，在滑块2的底面放上润滑料，然后放于底座3上，将底座3上的四个螺栓9插入滑块上的四个长圆孔中16。安装曲杆1，将曲杆1的左右两个耳板13放入左边滑块2上的铰支座17和底座右边的固定铰支座19中，并分别插入圆柱销10。再通过选择在左边两个挡板5和6之间是否加推力螺钉7、滑块2和底座3之间是否紧固以及曲杆1上的两块连接板4与底座3之间是否加螺栓，即可以得到以下三种形式的实验装置(1)曲杆左端为活动铰支座、右端为固定铰支座的静定曲梁(图1);(2)曲杆左端为固定铰支座、右端也为固定铰支座(一次超静定)的二铰拱(图2) ;(3)曲杆左端和右端均为固定支座(三次超静定)的无铰拱(图3)。本发明利用电子万能试验机的支承12和加载条件11，可通过改变支座的约束方式，实现简支曲梁、无铰拱、二铰拱等从静定到超静定的多种实验组合模式，满足高等院校不同专业、不同层次学生的材料力学或结构力学实验教学的需要。本装置结合工程实际，装置结构小巧、原理清晰，操作简单，功能多样，在实验教学中可根据学生的专业特点及层次， 设定不同的实验内容，加深对材料力学和结构力学中关于曲梁和拱的知识点的理解，是已具备电子万能试验机的工科高等院校进行开放实验、创新型实验以及工程模拟实验的经济实用装置。


图1本发明静定(曲梁)方式下主视示意图2为本发明一次超静定(二铰拱)方式下主视示意图； 图3为本发明三次超静定(无铰拱)方式下主视示意图； 图4为本发明曲杆主视示意图； 图5为本发明曲杆俯视示意图； 图6为本发明滑块主视示意图； 图7为本发明滑块俯视示意图； 图8为本发明底座主视示意图； 图9为本发明底座俯视示意图。图中1-曲杆，2-滑块，3-底座，4-连接板，5-滑块左端的挡板I，6-底座左端的挡板II，7-推力螺钉，8-紧固螺钉，9-螺栓，10-圆柱销，11-电子万能试验机加载，12-电子万能试验机支承板，13-耳板，14-连接板上的螺孔I，15-销钉孔，16-长圆孔，17-铰支座 I，18-滑块上的螺孔II，19-饺支座II，20-底座上的螺孔III。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于所述内容。如图1-9所示，本用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，包括曲杆1、滑块2和底座3，曲杆1是截面为矩形的弧形构件，曲杆1两端设有连接板和耳板，滑块2和底座3上设有饺支座、螺孔和调节螺钉，曲杆1两端与滑块2和底座3之间通过连接板、耳板、饺支座、螺孔和螺钉连接，底座3置于电子万能试验机支承板12上，以电子万能试验机作为支承及施力单元。装置曲杆1两端各焊接有一个连接板4和耳板13，每个连接板上设有两个用于调节约束方式的螺孔I 14，耳板13上设有销钉孔15。支座3的左边设有一块滑块2，滑块2的左端设有一挡板I 5、中部设有一个固定饺支座I 17、饺支座I 17两边设有两组长圆孔16和两个螺孔II 18。底座3的左端设有一挡板II 6，右端设有一固定饺支座II 19，左边设有两组与固定滑块上长圆孔16相对应的螺栓9。底座3左端挡板II 6上预留有两个可装入推力螺钉7的推力螺孔，右端固定饺支座19两边预留有两个螺孔III 20。曲杆1两端耳板13分别与滑块2上固定饺支座I 17和底座3上固定饺支座II 19之间通过销钉10铰接。曲杆1两端连接板4可分别通过螺钉8和滑块2上螺孔II 18和底座3上螺孔III 20，与滑块2和底座3固接。进行静定曲梁的应力测试与分析实验时如图1所示，将底座3放置于电子万能试验机的支承板(1 上，在滑块2的底面放上润滑料，然后放于底座3上，使两者之间能产生良好的相对滑动。安装曲杆1，将曲杆的左右两个耳板分别放入左边滑块上的铰支座和底座右边的固定铰支座中，并分别插入圆柱销(10)，形成左边为滑动铰支座、右边为固定铰支座的静定结构曲梁。先进行理论计算分析，在曲梁上选择几个弯矩和轴力较大的截面粘贴电阻应变计，由电子万能试验机上的压头11施加载荷，就可进行静定曲梁的应力测试与分析实验。进行二铰拱的应力测试与分析实验时如图2所示，将底座3放置于电子万能试验机的支承板12上，安装曲杆1，将曲杆的左右两个耳板分别放入左边滑块上的铰支座和底座右边的固定铰支座中，并分别插入圆柱销(10)。滑块2放于底座3上，底座上的四个沉头螺栓9放入滑块上的四个长圆孔中16，将螺帽拧紧。从底座上的挡板II 6拧入推力螺钉 7，使该螺钉与滑块2上的挡板I 5刚刚接触为止。这样就形成了左右两边均为固定铰支座的二铰拱(一次超静定结构)。先进行理论计算分析，在二铰拱上选择几个弯矩和轴力较大的截面粘贴电阻应变计，由电子万能试验机上的压头11施加载荷，就可进行二铰拱的应力测试与分析实验。进行无铰拱的应力测试与分析实验时如图3所示，将底座3放置于电子万能试验机的支承板12上，安装曲杆1，将曲杆的左右两个耳板分别放入左边滑块上的铰支座和底板右边的固定铰支座中，并分别插入圆柱销10。滑块2放于底座3上，底座上的四个沉头螺栓9放入滑块上的四个长圆孔中16，将螺帽拧紧。从底座上的挡板II 6拧入推力螺钉9，使该螺钉与滑块2上的挡板I 5刚刚接触为止。然后由连接板上的螺孔4拧入紧固螺钉8，分别拧入滑板上的螺孔18和底座上的螺孔20中，到拧紧为止，这样就形成了左右两边均为固定支座的无铰拱(三次超静定结构)。先进行理论计算分析，在无铰拱上选择几个弯矩和轴力较大的截面粘贴电阻应变计，由电子万能试验机上的压头11施加载荷，就可进行无铰拱的应力测试与分析实验。
权利要求
1.一种用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是包括曲杆(1)、滑块 (2)和底座(3)，曲杆(1)是截面为矩形的弧形构件，曲杆(1)两端设有连接板和耳板，滑块 (2)和底座(3)上设有饺支座、螺孔和调节螺钉，曲杆(1)两端与滑块(2)和底座(3)之间通过连接板、耳板、饺支座、螺孔和螺钉连接，底座(3)置于电子万能试验机上。
2.根据权利要求1所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是 曲杆(1)两端各焊接有一个连接板(4)和耳板(13)，每个连接板上设有两个用于调节约束方式的螺孔I (14)，耳板(13)上设有销钉孔(15)。
3.根据权利要求1所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是 底座(3)的左边设有一块滑块(2)，滑块(2)的左端设有挡板I (5)、中部设有一个固定饺支座I (17)、饺支座I (17)两边设有两组长圆孔(16)和两个螺孔II (18)。
4.根据权利要求1所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是 底座(3)的左端设有挡板II (6)，右端设有固定饺支座II (19)，左边设有两组与固定滑块上长圆孔(16)相对应的螺栓(9)。
5.根据权利要求1和4所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是底座(3)左端挡板II (6)上预留有两个可装入推力螺钉(7)的推力螺孔，右端固定饺支座II (19)两边预留有两个螺孔III (20)。
6.根据权利要求1和4所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是曲杆(1)两端耳板(13)分别与滑块(2)上固定饺支座I (17)和底座(3)上固定饺支座 II (19)之间通过销钉(10)铰接。
7.根据权利要求1和4所述的用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，其特征是曲杆(1)两端连接板(4)可分别通过螺钉(8)和滑块(2)上螺孔II (18)和底座(3)上螺孔III(20),与滑块(2)和底座(3)固接。
全文摘要
本发明涉及一种用于电子万能试验机的曲梁和拱综合实验装置，属于建筑工程实验设备技术领域。包括曲杆、滑块和底座，曲杆是截面为矩形的弧形构件，曲杆两端设有连接板和耳板，滑块和底座上设有饺支座、螺孔和调节螺钉，曲杆两端与滑块和底座之间通过连接板、耳板、饺支座、螺孔和螺钉连接，底座置于电子万能试验机上。将电子万能试验机作为支承及施力单元，以一个截面为矩形、轴线为圆弧形的曲杆为主体，在滑块和底座上设置调节螺钉，通过调节螺钉来改变曲杆两端的约束方式，实现简支曲梁、无铰拱、二铰拱等多种实验模式。具有装置简单、调节方便、功能多样等优点，可根据学生的专业特点及层次设定不同实验内容，加深对曲梁和拱知识点的理解。
文档编号G01N3/00GK102426131SQ20111044062
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者侯杰, 杨锡阶, 王时越 申请人:昆明理工大学