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一種裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷闹谱鞣椒?

文檔序號:12592960閱讀:337來源:國知局
一種裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷闹谱鞣椒ㄅc工藝

本實(shí)用新型屬于土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域,涉及靜定、超靜定裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置以及應(yīng)用該裝置進(jìn)行的結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。



背景技術(shù):

結(jié)構(gòu)力學(xué)是高等院校土木工程專業(yè)必修學(xué)科,主要以梁、拱、桁架、剛架等桿件結(jié)構(gòu)為主要研究對象,根據(jù)力學(xué)原理研究外力和其他外界因素作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和動力反應(yīng),以及結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律和受力性能。

目前高等院校結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)方法主要是理論教學(xué),缺少對相關(guān)力學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,導(dǎo)致部分同學(xué)對相關(guān)理論理解不夠深入,甚至對相關(guān)理論產(chǎn)生質(zhì)疑。因此,在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是其教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。

本實(shí)用新型多跨梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭械姆戳蚣?第一種蝸輪蝸桿的加載方式與本課題組已經(jīng)公開的中國專利(2015107123346一種將力法直觀化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置;2015107079593一種將位移法直觀化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置)中的內(nèi)容相似,也是只起到支撐提供導(dǎo)軌和加載的作用,不為本實(shí)用新型的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。

在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)各個章節(jié)中,均以梁式結(jié)構(gòu)為最基本研究對象,所以實(shí)用新型一種裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置用以研究結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)理論,尤為重要。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為改變目前結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀,實(shí)用新型一種裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置結(jié)構(gòu)簡單、可重復(fù)利用、測量結(jié)果準(zhǔn)確,能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)中靜定和超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布實(shí)驗(yàn)、位移互等定理和力法等教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)化。通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生們更加準(zhǔn)確理解結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)理論和假設(shè)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:

一種裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)P桶ㄑb配梁結(jié)構(gòu)、蝸輪蝸桿加載裝置、轉(zhuǎn)角約束及加載裝置、支承及約束裝置和測量設(shè)備。

所述裝配梁結(jié)構(gòu)分為靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)兩種基本結(jié)構(gòu),兩種基本結(jié)構(gòu)均通過桿件和結(jié)點(diǎn)連接而成。

所述的靜定結(jié)構(gòu)包括矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b和三種結(jié)點(diǎn)夾具;所述的變剛度桿件1b根據(jù)剛度不同有空心方桿、實(shí)心方桿和實(shí)心矩形桿三種不同形式。所述的變剛度桿件1b一端通過螺絲與鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a相連,鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a通過銷栓2f與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b相連,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過螺絲與支座3連接,形成固定鉸支座;變剛度桿件1b另一端通過螺絲與剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c連接,剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c另一端通過螺絲與矩形薄壁桿件1c一端相連,實(shí)現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1c之間的固接;剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c中部通過銷栓2f與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b相連,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過螺絲與支座3相連,形成活動鉸支座。所述的矩形薄壁桿件1c另一端通過螺絲與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b再通過銷栓2f與鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a通過螺絲與矩形薄壁桿件1d一端連接,實(shí)現(xiàn)矩形薄壁桿件1c和矩形薄壁桿件1d之間鉸接;所述的矩形薄壁桿件1d的另一端通過螺絲與鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a通過銷栓2f與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過螺絲與支座3相連,形成活動鉸支座。

所述的超靜定結(jié)構(gòu)包括矩形薄壁桿件1a、變剛度桿件1b和四種結(jié)點(diǎn)夾具2a、2b、2c、2d。所述的變剛度桿件1b一端、剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d和支座3依次通過螺絲固定連接,實(shí)現(xiàn)固定支座;所述的變剛度桿件1b的另一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c與矩形薄壁桿件1a的一端固定連接,剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c中部通過銷栓2f 與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b相連,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過螺絲安裝在支座3上部,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。所述的矩形薄壁桿件1a另一端通過螺絲與鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a通過銷栓2f與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b連接,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過螺絲安裝在另一個支座3上,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。所述的鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a、鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b具有與矩形薄壁桿件1a、1c、1d相同的剛度,剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c、剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d具有與變剛度桿件1b中實(shí)心矩形桿相同的剛度。

所述的蝸輪蝸桿加載裝置有兩種,蝸輪蝸桿加載裝置能夠手動控制施加拉力和壓力,實(shí)現(xiàn)加載與卸載,并通過力傳感器5在計算機(jī)上顯示所加荷載大小。

第一種蝸輪蝸桿加載裝置用于對桿件進(jìn)行加載或卸載,包括蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8。蝸輪蝸桿升降機(jī)4一端安裝在小車平臺10上,小車平臺10通過底部的四塊滑塊安裝到反力框架11導(dǎo)軌上,小車平臺10能夠沿反力框架11導(dǎo)軌水平移動。所述的蝸輪蝸桿升降機(jī)4另一端、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8的一端依次通過螺紋連接,蝸輪蝸桿升降機(jī)4通過旋轉(zhuǎn)手輪對裝配梁結(jié)構(gòu)施加荷載,球鉸6通過其自身的自由轉(zhuǎn)動避免加載裝置對剛架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩的影響,桿件夾具A8用于將桿件夾持固定,桿件夾具A8另一端與矩形薄壁桿件1a、1c、1d或變剛度桿件1b連接,實(shí)現(xiàn)對桿件的加載與卸載,同時桿件夾具A8的插銷連接方式避免彎矩傳遞。

所述的桿件夾具A8包括連接件A8a、圓柱形插銷8b、H形桿件夾片8c和矩形桿件夾片8d;連接件A8a一端通過螺紋與加載桿6相連,另一端通過銷孔與圓柱形插銷8b相連;圓柱形插銷8b再與帶有銷孔的H形桿件夾片8c一端相連;H形桿件夾片8c另一端通過螺絲與矩形桿件夾片8d相連,用于將桿件夾持固定。

第二種蝸輪蝸桿加載裝置用于對結(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行加載或卸載,包括蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具B9;所述的蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6以及加載桿7依次相連。桿件夾具B9一端通過螺紋與加載桿7相連,另一端通過螺絲與鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b相連,鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b通過銷栓2f能夠與不同結(jié)點(diǎn)相連。

所述的轉(zhuǎn)角約束及加載裝置12包括絲杠升降機(jī)12a、扭矩傳感器12b、隨動圓盤12c和連接件B12d。所述的絲杠升降機(jī)12a底部通過螺絲固定在矩形空心墊塊12e上,矩形空心墊塊12e通過螺絲固定在小車平臺10上,矩形空心墊塊12e保證絲杠升降機(jī)12a和桿件1a、1b、1c、1d高度一致,實(shí)現(xiàn)固定絲杠升降機(jī)12a的位置的作用。所述的扭矩傳感器12b一端通過螺絲固定隨動圓盤12c,另一端將其軸承插入絲杠升降機(jī)12a中。所述的連接件B12d一端通過其自身花鍵與隨動圓盤12c相連;中間部分插入剛結(jié)點(diǎn)夾具E2e的鋸齒狀孔中,中間部分同時插入鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b的圓孔中;另一端通過螺紋連接轉(zhuǎn)角傳感器,用于測量轉(zhuǎn)角大小。所述的轉(zhuǎn)角約束及加載裝置12能夠用于約束裝配梁結(jié)點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動,通過扭矩傳感器12b測出結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的彎矩;所述的轉(zhuǎn)角約束及加載裝置12還能夠通過對結(jié)點(diǎn)施加彎矩,使結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生角位移,通過轉(zhuǎn)角傳感器可測出角位移數(shù)值。

所述的支承及約束裝置包括反力框架11和裝配梁結(jié)構(gòu)的約束支承。所述反力框架11為門形剛架形式,包括反力架11a和兩個底座11b,底座11b用于支撐整個裝置。所述的反力架11a包括內(nèi)置導(dǎo)軌的上下兩個橫梁和內(nèi)置導(dǎo)軌的左右兩個立柱,上橫梁導(dǎo)軌安裝小車平臺10,小車平臺10通過螺絲連接蝸輪蝸桿加載裝置,下橫梁導(dǎo)軌固定小車平臺10,小車平臺10通過螺栓固定矩形方墩13。所述的矩形方墩13上方通過螺絲固定圓柱體墊塊14或固定滑道15,當(dāng)矩形方墩13上方固定圓柱體墊塊14時,圓柱體墊塊14上方通過螺絲連接支座3,支座3上方連接鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b或剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d,實(shí)現(xiàn)固定鉸支座或固定支座;當(dāng)矩形方墩13上方固定滑道15時,滑道15上方通過螺絲連接鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座;上述固定支座、固定鉸支座和活動鉸支座構(gòu)成支承結(jié)構(gòu)。

所述的測量設(shè)備包括力傳感器5、應(yīng)變片、轉(zhuǎn)角傳感器12b和百分表。所述的應(yīng)變片粘貼在矩形薄片桿件1a、1c和1d和變剛度桿件1b上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件內(nèi)力大小和支座反力;所述的力傳感器5測量外力對裝配梁結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;所述的轉(zhuǎn)角傳感器12b通過螺栓固定于連接件B12d上,用于測得結(jié)點(diǎn)處轉(zhuǎn)角;以上測量設(shè)備通過數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)與計算機(jī)連接,通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量;所述的百分表通過磁性表座固定在反力框架11上,用于測量矩形薄片桿件1a、1c和1d和變剛度桿件1b不同位置的位移。

本實(shí)用新型的有益效果是:可以利用該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。該裝置集結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)P?、加載裝置和測量裝置于一體,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需要能夠在桿件的不同位置粘貼應(yīng)變片,在桿件的不同位置加載,實(shí)驗(yàn)?zāi)P挽`活可變。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本實(shí)驗(yàn)裝置所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)構(gòu)力學(xué)計算所得理論值相比誤差很小,適合高校開展相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)及進(jìn)一步設(shè)計拓展。

附圖說明

圖1為連接件A詳圖。

圖2為轉(zhuǎn)角約束及加載裝置側(cè)視詳圖。

圖3為鉸結(jié)點(diǎn)夾具A詳圖。

圖4為鉸結(jié)點(diǎn)夾具B詳圖。

圖5為剛結(jié)點(diǎn)夾具C詳圖。

圖6為剛結(jié)點(diǎn)夾具D詳圖。

圖7為剛結(jié)點(diǎn)夾具E詳圖。

圖8為靜定多跨梁內(nèi)力分布實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖9為靜定多跨梁主從結(jié)構(gòu)判定實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖10為超靜定多跨梁內(nèi)力分布實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖11為位移互等定理荷載作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖12為位移互等定理結(jié)點(diǎn)彎矩作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖13為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)原結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖14為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)基本結(jié)構(gòu)荷載作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖15為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)基本結(jié)構(gòu)未知力作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖中:1a矩形薄壁桿件;1b變剛度桿件;1c矩形薄壁桿件;1d矩形薄壁桿件;2a鉸結(jié)點(diǎn)夾具A;2b鉸結(jié)點(diǎn)夾具B;2c剛結(jié)點(diǎn)夾具C;2d剛結(jié)點(diǎn)夾具D;2e剛結(jié)點(diǎn)夾具E;2f銷栓;3支座;4蝸輪蝸桿升降機(jī);5力傳感器;6球鉸;7加載桿;8桿件夾具A;8a連接件A;8b圓柱形插銷;8c H形桿件夾片;8d矩形桿件夾片;9桿件夾具B;10小車平臺;11反力框架;11a反力架;11b底座;12轉(zhuǎn)角約束及加載裝置;12a絲杠升降機(jī);12b扭矩傳感器;12c隨動圓盤;12d連接件B;12e矩形空心墊塊;13矩形方墩;14圓柱體墊塊;15滑道。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型裝置可以進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn),包括靜定多跨梁內(nèi)力分布;靜定多跨梁主從結(jié)構(gòu)判定;超靜定多跨梁內(nèi)力分布;位移互等定理;超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)等。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。

裝配梁結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置包括裝配梁結(jié)構(gòu)、蝸輪蝸桿加載裝置、轉(zhuǎn)角約束及加載裝置、支承及約束裝置和測量設(shè)備;所述的裝配梁結(jié)構(gòu)分為靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)兩種基本結(jié)構(gòu),兩種基本結(jié)構(gòu)均通過桿件和結(jié)點(diǎn)連接而成;所述的蝸輪蝸桿加載裝置有兩種,蝸輪蝸桿加載裝置手動控制施加拉力和壓力,并通過力傳感器5在計算機(jī)上顯示所加荷載大?。凰龅霓D(zhuǎn)角約束及加載裝置12包括絲杠升降機(jī)12a、扭矩傳感器12b、隨動圓盤12c和連接件B12d;所述的支承及約束裝置包括反力框架11和裝配梁結(jié)構(gòu)的約束支承;所述的測量設(shè)備包括力傳感器5、應(yīng)變片、轉(zhuǎn)角傳感器12b和百分表。

實(shí)驗(yàn)裝置的具體安裝和實(shí)施方式如下:

實(shí)施例1:靜定多跨梁內(nèi)力分布

圖8為靜定多跨梁內(nèi)力分布實(shí)驗(yàn)裝置圖。

所述靜定結(jié)構(gòu)包括矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b和各種結(jié)點(diǎn)夾具2a、2b、2c。變剛度桿件1b一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3連接,實(shí)現(xiàn)固定鉸支座;另一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c與矩形薄壁桿件1c相連,實(shí)現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1c之間的固接;剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c中間部分通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3相連,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。矩形薄壁桿件1c另一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b和鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a與矩形薄壁桿件1d連接,實(shí)現(xiàn)矩形薄壁桿件1c和矩形薄壁桿件1d之間鉸接。矩形薄壁桿件1d另一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3相連,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8,依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8能夠與矩形薄壁桿件1c、1d、變剛度桿件1b連接,實(shí)現(xiàn)對靜定多跨梁結(jié)構(gòu)施加荷載。

應(yīng)變片粘貼在矩形薄壁桿件1c、1d和變剛度桿件1b上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件各點(diǎn)內(nèi)力大小和支座反力大??;力傳感器5測得對靜定多跨梁結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;以上測量設(shè)備均連接于計算機(jī),通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動,改變加載點(diǎn)的位置,使加載點(diǎn)作用在矩形薄壁桿件1c、1d和變剛度桿件1b的不同位置;通過改變剛度桿件1b的桿件形式,測得不同剛度情況下桿件各點(diǎn)內(nèi)力大小,分析剛度改變對靜定多跨梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的影響。

實(shí)施例2:靜定多跨梁主從結(jié)構(gòu)判定

圖9為靜定多跨梁主從結(jié)構(gòu)判定實(shí)驗(yàn)裝置圖。與圖8相比,將變剛度桿件1b換為矩形薄壁桿件1a,其他零件位置和連接方式不變。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動,改變加載點(diǎn)的位置,使加載點(diǎn)作用在矩形薄壁桿件1a、1c和1d的不同位置;通過比較不同荷載作用位置下的桿件內(nèi)力分布形式,判斷圖9中結(jié)構(gòu)的主體部分和附屬部分。

實(shí)施例3:超靜定多跨梁內(nèi)力分布

圖10為超靜定多跨梁內(nèi)力分布實(shí)驗(yàn)裝置圖。

所述超靜定結(jié)構(gòu)包括矩形薄壁桿件1a、變剛度桿件1b和各種結(jié)點(diǎn)夾具2a、2b、2c、2d。所述變剛度桿件1b一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d與支座3連接,實(shí)現(xiàn)固定支座;另一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c與矩形薄壁桿件1a相連,實(shí)現(xiàn)變剛度桿件1b和矩形薄壁桿件1a之間的固接;剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c中間部分通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3相連,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。矩形薄壁桿件1a另一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3相連,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8,依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8能夠與矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b連接,實(shí)現(xiàn)對超靜定多跨梁結(jié)構(gòu)施加荷載。

應(yīng)變片粘貼在矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件各點(diǎn)內(nèi)力大小和支座反力大小;力傳感器5測得對靜定多跨梁結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;以上測量設(shè)備均連接于計算機(jī),通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量。

蝸輪蝸桿加載裝置連接小車平臺10水平移動,改變加載點(diǎn)的位置,使加載點(diǎn)作用在矩形薄壁桿件1a和變剛度桿件1b的不同位置;通過改變剛度桿件1b的桿件形式,測得不同剛度情況下桿件各點(diǎn)內(nèi)力大小,分析剛度改變對超靜定多跨梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的影響。

實(shí)施例4:位移互等定理

圖11為位移互等定理荷載作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。與圖10相比,將變剛度桿件1b換為矩形薄壁桿件1a,將兩桿之間剛結(jié)點(diǎn)夾具C2c換為剛結(jié)點(diǎn)夾具E2e,其他零件位置和連接方式不變。

在矩形薄壁桿件1a中間位置進(jìn)行加載,通過力傳感器5測量荷載大?。煌ㄟ^百分表測量加載點(diǎn)位置位移,百分表通過磁性表座固定在反力框架11上;通過連接件B12d連接的轉(zhuǎn)角傳感器測量結(jié)點(diǎn)處轉(zhuǎn)角,此時連接件B12d不與隨動圓盤12c相連。

圖12為位移互等定理結(jié)點(diǎn)彎矩作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。與圖11相比,將蝸輪蝸桿加載裝置去掉,在剛結(jié)點(diǎn)夾具E2e位置增加轉(zhuǎn)角約束及加載裝置12。

通過轉(zhuǎn)角約束及加載裝置12的絲杠升降機(jī)12a對結(jié)點(diǎn)處施加彎矩;通過扭矩傳感器12b測量施加結(jié)點(diǎn)彎矩值;并通過連接件B12d連接的轉(zhuǎn)角傳感器測量結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角;通過百分表測量與圖11中荷載作用相同的位置處的豎向位移。

實(shí)施例5:超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)

圖13為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)原結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置圖。

超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)原結(jié)構(gòu)由矩形薄壁桿件1a和結(jié)點(diǎn)夾具2a、2b、2d構(gòu)成。矩形薄壁桿件1a一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d與支座3相連,實(shí)現(xiàn)固定支座;另一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與支座3相連,實(shí)現(xiàn)活動鉸支座。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具A8,依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具A8與矩形薄壁桿件1a連接,實(shí)現(xiàn)對超靜定多跨梁結(jié)構(gòu)施加荷載。

應(yīng)變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件各點(diǎn)內(nèi)力大小和支座反力大小;力傳感器5測得對靜定多跨梁結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;以上測量設(shè)備均連接于計算機(jī),通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量。

圖14為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)基本結(jié)構(gòu)荷載作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。與圖13相比,去掉鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b和支座3。

應(yīng)變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件各點(diǎn)內(nèi)力大?。涣鞲衅?測得對基本結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;以上測量設(shè)備均連接于計算機(jī),通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量;通過百分表測得鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a結(jié)點(diǎn)位置豎向位移,其中百分表通過磁性表座連接在反力框架11上。

圖15為超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)基本結(jié)構(gòu)未知力作用實(shí)驗(yàn)裝置圖。

超靜定梁力法實(shí)驗(yàn)基本結(jié)構(gòu)由矩形薄壁桿件1a和結(jié)點(diǎn)夾具2a、2b、2d構(gòu)成。矩形薄壁桿件1a一端通過剛結(jié)點(diǎn)夾具D2d與支座3相連,實(shí)現(xiàn)固定支座;另一端通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與蝸輪蝸桿加載裝置相連,實(shí)現(xiàn)加載。

蝸輪蝸桿加載裝置由蝸輪蝸桿升降機(jī)4、力傳感器5、球鉸6、加載桿7和桿件夾具B9,依次首尾通過螺紋連接而成。桿件夾具B9通過鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a和鉸結(jié)點(diǎn)夾具B2b與矩形薄壁桿件1a連接,實(shí)現(xiàn)對基本結(jié)構(gòu)施加荷載。

應(yīng)變片粘貼在矩形薄壁桿件1a上、下兩側(cè)不同位置,通過所測應(yīng)變值計算桿件各點(diǎn)內(nèi)力大??;力傳感器5測得對基本結(jié)構(gòu)所施加的荷載值;以上測量設(shè)備均連接于計算機(jī),通過計算機(jī)對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和測量;通過百分表測得鉸結(jié)點(diǎn)夾具A2a結(jié)點(diǎn)位置豎向位移,其中百分表通過磁性表座連接在反力框架11上。

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