專利名稱：一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及力學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的壓桿穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和裝置，大都僅限于傳統(tǒng)的單根壓桿、施加軸向位移測(cè)定其臨界載荷，其力學(xué)模型單一、壓桿失穩(wěn)突然性力學(xué)行為不能直觀展現(xiàn)、壓桿失穩(wěn)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)承載能力造成嚴(yán)重后果的危險(xiǎn)性更不能反映。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)模型多種、分增量和連續(xù)直接施加載荷、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)定結(jié)構(gòu)的臨界載荷、準(zhǔn)確及時(shí)捕捉并直接展現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)突然性的動(dòng)態(tài)過(guò)程，對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理解、評(píng)價(jià)和深入思考方面具有積極重要的意義。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括帶滑槽臺(tái)架1，滑槽臺(tái)架1的左右兩端設(shè)置有兩個(gè)支柱3，兩個(gè)支柱3的頂端連接有由七根彈簧鋼矩形截面桿2構(gòu)成的平面桁架，每個(gè)彈簧鋼矩形截面桿2中間部位的厚度兩面沿桿軸向各粘貼一枚十字應(yīng)變花5，平面桁架四桿交匯處設(shè)置有第一吊卡7，第一吊卡7連接柔索6，柔索6的另一端經(jīng)繞過(guò)定輪8 連接第二吊卡9，第二吊卡9鉸接在加載機(jī)構(gòu)杠桿11上，杠桿11鉸支于支柱10，在杠桿11 左邊有游砣12、杠桿11左端懸掛砝碼吊盤13，杠桿11右端栓接初始平衡調(diào)節(jié)砣14。所述的七根彈簧鋼矩形截面桿2中的高位水平桿更換為橫截面形狀尺寸相同或不同的長(zhǎng)桿，所述的由七根彈簧鋼矩形截面桿2構(gòu)成的平面桁架具有五個(gè)結(jié)點(diǎn)4，結(jié)點(diǎn)4處的連接方式為鉸接或一端鉸接另一端固結(jié)或兩端固結(jié)。本發(fā)明構(gòu)成了平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，可開出不同約束和不同桿長(zhǎng)度的平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)時(shí)，完全由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書要求和數(shù)值計(jì)算仿真模擬結(jié)果自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，針對(duì)每一個(gè)測(cè)試工況，將應(yīng)變花5的信號(hào)線良好接入放置在實(shí)驗(yàn)裝置旁邊的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的測(cè)試通道，組接合理的全橋或半橋，測(cè)定對(duì)應(yīng)工況下桁架結(jié)構(gòu)的的臨界載荷以及整個(gè)過(guò)程各桿承受載荷的變化規(guī)律，觀察結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)尺寸可調(diào)、力學(xué)邊界多種、測(cè)試方案多樣、組橋形式多變，還有設(shè)計(jì)新穎合理、結(jié)構(gòu)緊湊小巧、操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)。尤其是對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理解、評(píng)價(jià)和深入思考方面具有積極重要的意義。


圖1是本發(fā)明的主視圖。圖2是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述。一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括帶滑槽臺(tái)架1，滑槽臺(tái)架1的左右兩端設(shè)置有兩個(gè)支柱3，兩個(gè)支柱3的頂端連接有由七根彈簧鋼矩形截面桿2構(gòu)成的平面桁架，每個(gè)彈簧鋼矩形截面桿2中間部位的厚度兩側(cè)面沿桿軸向各粘貼一枚十字應(yīng)變花5，平面桁架四桿交匯處設(shè)置有第一吊卡7，第一吊卡7連接柔索6，柔索6的另一端經(jīng)繞過(guò)定輪8 連接第二吊卡9，第二吊卡9鉸接在加載機(jī)構(gòu)杠桿11上，杠桿11鉸支于支柱10，在杠桿11 左邊有游砣12、杠桿11左端懸掛砝碼吊盤13，杠桿11右端栓接初始平衡調(diào)節(jié)砣14，兩個(gè)支柱3、定輪8支撐結(jié)構(gòu)和支柱10的底端均安裝在滑槽臺(tái)架1的滑槽中并可沿滑槽滑動(dòng)。所述的七根彈簧鋼矩形截面桿2中的高位水平桿可更換為橫截面形狀尺寸相同或不同的長(zhǎng)桿，所述的由七根彈簧鋼矩形截面桿2構(gòu)成的平面桁架具有五個(gè)結(jié)點(diǎn)4，結(jié)點(diǎn)4 處的連接方式為鉸接或一端鉸接另一端固結(jié)或兩端固結(jié)，形成不同力學(xué)模型具有多種邊界條件情況下失穩(wěn)形式的變化。本發(fā)明的工作原理為按照自行設(shè)計(jì)并經(jīng)確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案，將七根彈簧鋼矩形截面桿2兩端以鉸接形式良好聯(lián)接為平面桁架結(jié)構(gòu)，并鉸接支撐于臺(tái)架1的左右兩個(gè)支柱3上，把彈簧鋼矩形截面桿 2上的十字應(yīng)變花5的信號(hào)線接入放置在實(shí)驗(yàn)裝置旁邊的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀的測(cè)試通道，按照惠斯通電橋輸出特性和測(cè)試內(nèi)力分離原理組接成合理的全橋，既能消除力的彎曲效應(yīng)、 準(zhǔn)確測(cè)定桿的軸向力，又能提高測(cè)試靈敏度，此后，調(diào)節(jié)柔索6、第一吊卡7、第二吊卡9、游砣12處于零位和初始平衡調(diào)節(jié)砣14，使加載機(jī)構(gòu)處于自然平衡狀態(tài)，在載荷為零時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)初始平衡、應(yīng)變清零，然后，按照實(shí)驗(yàn)加載方案將砝碼分級(jí)施加于砝碼吊盤13上，同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)分級(jí)采樣，最后一級(jí)載荷是勻速連續(xù)移動(dòng)游砣12、測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)連續(xù)采樣，直至平面桁架結(jié)構(gòu)突然失穩(wěn)；當(dāng)將七根彈簧鋼矩形截面桿2的結(jié)點(diǎn)4兩端用配置的約束置換件以固結(jié)、或一端鉸接另一端固結(jié)的形式良好聯(lián)接為平面桁架結(jié)構(gòu)，或者將七根彈簧鋼矩形截面桿2中的高位水平桿更換為不同長(zhǎng)度的桿，并以兩端鉸接、或一端鉸接另一端固結(jié)、 或兩端固結(jié)的形式良好聯(lián)接為平面桁架結(jié)構(gòu)，類同前述步驟施加載荷方案、測(cè)試整個(gè)結(jié)構(gòu)各桿的應(yīng)變，體現(xiàn)不同情況下失穩(wěn)形式的變化。根據(jù)各不同力學(xué)模型的測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算確定其臨界載荷，分析整個(gè)過(guò)程結(jié)構(gòu)各桿承受載荷的變化規(guī)律，結(jié)合結(jié)構(gòu)失穩(wěn)突然性動(dòng)態(tài)過(guò)程的觀察，以創(chuàng)新思維進(jìn)一步深入思考結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題，為有效評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、新穎的結(jié)構(gòu)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括帶滑槽臺(tái)架(1)，滑槽臺(tái)架(1)的左右兩端設(shè)置有兩個(gè)支柱(3)，兩個(gè)支柱(3)的頂端連接有由七根彈簧鋼矩形截面桿( 構(gòu)成的平面桁架，每個(gè)彈簧鋼矩形截面桿O)中間部位的厚度兩側(cè)面沿桿軸向各粘貼一枚十字應(yīng)變花(5)，平面桁架四桿交匯處設(shè)置有第一吊卡(7)，第一吊卡(7)連接柔索(6)，柔索(6)的另一端經(jīng)繞過(guò)定輪(8)連接第二吊卡(9)，第二吊卡(9)鉸接在加載機(jī)構(gòu)杠桿(11)上，杠桿(11)鉸支于支柱(10)，在杠桿(11)左邊有游砣(12)、杠桿(11)左端懸掛砝碼吊盤(13)，杠桿(11)右端栓接初始平衡調(diào)節(jié)砣(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的七根彈簧鋼矩形截面桿O)中的高位水平桿更換為橫截面形狀尺寸相同或不同的長(zhǎng)桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的由七根彈簧鋼矩形截面桿(2)構(gòu)成的平面桁架具有五個(gè)結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)(4)處的連接方式為鉸接或一端鉸接另一端固結(jié)或兩端固結(jié)。
全文摘要
一種平面桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括帶滑槽臺(tái)架，滑槽臺(tái)架的左右兩端設(shè)置有兩個(gè)支柱，兩個(gè)支柱的頂端連接有由七根彈簧鋼矩形截面桿構(gòu)成的平面桁架，每個(gè)截面桿各粘貼一枚應(yīng)變花，平面桁架四桿交匯處設(shè)置有第一吊卡，第一吊卡連接柔索，柔索的另一端經(jīng)繞過(guò)輪連接第二吊卡，第二吊卡鉸接在加載機(jī)構(gòu)杠桿上，杠桿鉸支于支柱，在杠桿左邊有游砣、支柱左端懸掛砝碼吊盤，右端栓接初始平衡調(diào)節(jié)砣，能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)模型多種、分增量和連續(xù)直接施加載荷、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)連續(xù)測(cè)定結(jié)構(gòu)的臨界載荷、準(zhǔn)確及時(shí)捕捉并直接展現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)突然性的動(dòng)態(tài)過(guò)程，對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理解、評(píng)價(jià)和深入思考方面具有積極重要的意義。
文檔編號(hào)G09B23/10GK102426808SQ201110343859
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者侯德門, 劉光遠(yuǎn), 徐志敏, 殷民, 王一兵, 趙挺, 黃鶯 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)