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专利名称：可移动式任意方向加载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加载装置，尤其是一种适用于做梁的平面弯曲、斜弯曲、弯扭组合 等实验的可移动式任意方向加载装置。
背景技术：
在材料力学的实验中，需要做悬臂梁的弯曲实验，现有加载装置只有单向加载实 验装置，该装置的加载方向是不变的。这类加载装置一般只能做平面弯曲实验。而对于梁 来说，主要有斜弯曲、弯扭等组合变形形式出现，这些实验的关键是要求载荷在垂直于梁的 平面内可任意改变方位。目前还没有做双向加载的实验装置，要做双向加载的实验，则必须 安装两套加载装置配合使用才能完成，其结构复杂，操作不方便，加载不准确。

发明内容
技术问题本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单，操作 方便，加载稳定，精度高的可移动式任意方向加载装置。技术方案本发明的可移动式任意方向加载装置，包括底座，底座的一侧设有水 平和角度位移加载装置，另一侧设有固定被试悬臂梁的固定座，被试悬臂梁的端部上设有 触头位置调整装置，被试悬臂梁的中部设有与应变仪相连的应变片；所述的水平和角度位 移加载装置包括固定在底座上的燕尾槽滑道，与燕尾槽滑道相配合的半圆弧形导轨，半圆 弧形导轨的弧面上开有圆弧形滑槽，圆弧形滑槽上设有可沿其滑槽位移的外滑块，外滑块 上设有由手摇加载的涡轮涡杆，外滑块内设有便于微调整其位置的中部开有条形孔的内滑 块，涡轮涡杆上设有力传感器，力传感器上设有施力压头；所述的触头位置调整装置包括燕 尾槽滑道夹块、与燕尾槽滑道夹块相配合的滑块，滑块上固定有球形触头。所述的圆弧形导轨的侧面沿圆周设有-90° +90°的角度刻度，其侧面的下部 设有水平位移刻度；所述的内滑块上设有四个内设弹簧弹子的空心圆柱，圆弧形滑槽内开 有便于内滑块定位的弹子孔；所述的燕尾槽滑道夹块的上端面设有便于球形触头定位的水 平刻度；所述圆弧形导轨侧面上设有限制其水平位移的止动螺钉。有益效果本发明可用于做悬臂梁的平面弯曲、斜弯曲、弯扭组合等实验，并可测 开口薄壁截面梁的弯曲中心位置实验。可对被试型梁在-90° +90°之间施加压力或拉 力。该装置不仅可用于材料力学的教学实验，还可应用于工程实际中需加不同方向载荷的 机械中。例如此装置可用于钻床上，外滑块上设有电机及钻头，钻床可钻任意方位的孔，在 钻孔时无需转动工件。


附图是本发明的结构示意图。图中1-圆弧形导轨；2-外滑块；3-内滑块；4-燕尾槽滑道；5-止动螺钉；6_圆 弧形滑槽；7-弹子孔；8-涡轮涡杆；9-固定座；10-被试悬臂梁；11-底座；12-角度刻度；13-力传感器；14-施力压头；15-水平位移刻度；16-球形触头；17-燕尾槽滑道夹块。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述本发明的可移动式任意方向加载装置，主要由底座11、设在底座11上的水平和角 度位移加载装置和被试悬臂梁10的固定座9构成。水平和角度位移加载装置设在底座11 的一侧端上，固定被试悬臂梁10的固定座9设在底座11的另一侧端上，被试悬臂梁10的 中部设有与应变仪相连的应变片，被试悬臂梁10的端部上设有触头位置调整装置，触头位 置调整装置包括燕尾槽滑道夹块17、与燕尾槽滑道夹块17相配合的滑块，滑块上固定有球 形触头16，燕尾槽滑道夹块17的上端面设有便于球形触头16定位的刻度。所述的水平和 角度位移加载装置包括固定在底座11上的燕尾槽滑道4，与燕尾槽滑道4相配合的圆弧形 导轨1，通过燕尾槽滑道4上的旋转丝杆可使圆弧形导轨1沿水平方向左右滑动。圆弧形导 轨1侧面上设有限制其水平位移的止动螺钉5。加载前，圆弧形导轨1通过止动螺钉5固定 在燕尾槽滑道4上，外滑块2通过止动螺钉固定在圆弧形导轨1上。圆弧形导轨1的弧面 上开有圆弧形滑槽6，圆弧形滑槽6上设有可沿其滑槽位移的外滑块2。外滑块2上装有两 根圆柱，这两根圆柱可使外滑块2在圆弧形滑槽6上滑动。圆弧形滑槽6内开有便于内滑 块3定位的弹子孔7 ；外滑块2上设有由手摇加载的涡轮涡杆8，外滑块2内设有便于微调 整其位置的中部开有条形孔的内滑块3，内滑块3上设有四个空心圆柱，空心圆柱内装有弹 簧弹子，四个弹子正好全部压于弹子孔7内。四根空心圆柱可保证内滑块3沿圆弧形滑槽 6滑动，四个弹子可保证内滑块3在圆弧形滑槽6上“自锁”，以免内滑块3在自重作用下往 下掉。涡轮涡杆8上设有力传感器13，力传感器13上设有施力压头14 ；圆弧形导轨1的侧 面沿圆周设有-90° +90°的角度刻度12，其侧面的下部设有水平位移刻度15。通过旋 转微调丝杆可使外滑块2相对于内滑块3滑动，从而保证外滑块2可在-90° +90°之间 的任意方位精确定位。工作过程将被试悬臂梁10固定在固定座9上，将被试悬臂梁10中部的应变片通 过导线与应变仪相连，将力传感器13与测力仪相连；调整外滑块2的位置使所施力的方向 满足要求，然后通过止动螺钉将外滑块2固定在圆弧形导轨1上；通过旋转微调丝杆左右移 动圆弧形导轨1和球形触头16到所需位置，然后通过止动螺钉将圆弧形导轨1固定在燕尾 槽滑道4上，通过止动螺钉将球形触头16固定在燕尾槽滑道夹块17上；手摇加载，通过涡 轮涡杆8及力传感器13可对被试悬臂梁10加载；载荷的大小通过测力仪可读出，被试悬臂 梁10的应变大小通过应变仪可读出。如果要施加压力，则让施力压头14与球形触头16直 接接触；如果要施加拉力，则在施力压头14与球形触头16之间用一短钢丝绳连接即可。
权利要求
一种可移动式任意方向加载装置，它包括底座(11)，设在底座(11)一侧的固定座(9)，固定座(9)上固定有被试悬臂梁(10)，被试悬臂梁(10)的中部设有与应变仪相连的应变片，被试悬臂梁(10)的端部上设有触头位置调整装置，触头位置调整装置包括燕尾槽滑道夹块(17)、与燕尾槽滑道夹块(17)相配合的滑块上固定有球形触头(16)，燕尾槽滑道夹块(17)的上端面设有便于球形触头(16)定位的水平刻度，其特征在于所述底座(11)的另一侧设有水平和角度位移加载装置，水平、角度位移加载装置包括固定在底座(11)上的燕尾槽滑道(4)，与燕尾槽滑道(4)相配合的圆弧形导轨(1)，圆弧形导轨(1)的弧面上开有圆弧形滑槽(6)，圆弧形滑槽(6)上设有可沿其滑槽位移的外滑块(2)，外滑块(2)上设有由手摇加载的涡轮涡杆(8)，外滑块(2)内设有便于微调整其位置的中部开有条形孔的内滑块(3)，涡轮涡杆(8)上设有力传感器(13)，力传感器(13)上设有施力压头(14)。
2.根据权利要求1所述的可移动式任意方向加载装置，其特征在于所述的圆弧形导 轨(1)的侧面沿圆周设有-90° +90°的角度刻度(12)，其侧面的下部设有水平位移刻度 (15)。
3.根据权利要求1所述的可移动式任意方向加载装置，其特征在于所述的内滑块(3) 上设有四个内设弹簧弹子的空心圆柱，圆弧形滑槽(6)内开有便于内滑块(3)定位的弹子 孔⑵。
4.根据权利要求1或2所述的可移动式任意方向加载装置，其特征在于所述圆弧形 导轨(1)侧面上设有限制其水平移动的止动螺钉(5)。
全文摘要
一种可移动式任意方向加载装置，由圆弧形导轨、外滑块、内滑块构成。圆弧形导轨下面的燕尾槽可使其左右滑动，圆弧形导轨内槽有弹子孔。内滑块上的四个压簧弹子可在圆弧形导轨内槽的弹子孔中跳跃式滑动。外滑块既可在圆弧形导轨上滑动，又可通过微调丝杆相对于内滑块滑动，从而保证外滑块可在-90°～+90°之间的任意方位精确定位。蜗轮、蜗杆、力传感器等则固定在外滑块上。该装置可给试件加载，载荷方向可在-90°～+90°之间任意调节，同时载荷作用点可沿水平方向左右移动，载荷既可以是压力也可以是拉力。利用该加载装置可以对试件加不同方向的载荷。其结构美观简洁，操作使用方便，性能稳定，可准确确定载荷的位置和方向，具有广泛的实用性。
文档编号G01N3/08GK101915699SQ20101021700
公开日2010年12月15日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者严圣平, 关祥慧, 刘玉庆, 李之坚, 赵鹏 申请人:中国矿业大学