專利名稱：電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁彎扭組合梁內(nèi)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種為高等院校材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而研制的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種用電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁彎扭組合梁內(nèi)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)和彎扭組合梁實(shí)驗(yàn)是國(guó)家教委批準(zhǔn)頒布的材料力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱規(guī)定的必做實(shí)驗(yàn)之一，并且要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)的人數(shù)為1-2人一組實(shí)施，目前開展這些實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備組件都離不開力傳感器、測(cè)力顯示儀器，力傳感器和測(cè)力顯示儀器是設(shè)備的核心關(guān)鍵部分，費(fèi)用成本很高，為此需要為材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)研制出一種不通過力傳感器加載，不用測(cè)力顯示儀器，操作簡(jiǎn)便，一機(jī)多用，成本低的實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的在于提供了一種不通過力傳感器加載，不用測(cè)力顯示儀器，用電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁和彎扭組合梁內(nèi)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置克服現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備通過力傳感器加載，測(cè)力顯示儀 器顯示力值，一機(jī)不能多用的缺陷，采用通用底座通過換裝二種梁，可完成材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，載荷大小直接用砝碼加載，測(cè)試梁表面粘貼電阻應(yīng)變片或電阻應(yīng)變花，電阻應(yīng)變片或電阻應(yīng)變花的信號(hào)輸入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，梁受力后靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)出應(yīng)變值，把應(yīng)變值代入實(shí)測(cè)計(jì)算公式算出梁截面上應(yīng)力大小，再與理論值比較，具有操作簡(jiǎn)單，加載準(zhǔn)確，成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括通用底座、立柱、梁安裝位置、螺紋孔、等強(qiáng)度梁、彎扭組合梁、定位塊、安裝孔、電阻應(yīng)變片、加載桿、砝碼座、彎扭組合梁、電阻應(yīng)變花、加載臂、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，其特征是通用底座左端中間垂直固定連接立柱，立柱上端是梁安裝位置，梁安裝位置平面上設(shè)有四個(gè)螺紋孔用于安裝等強(qiáng)度梁(變截面梁)和彎扭組合梁(薄壁圓管截面)；等強(qiáng)度梁左端固定連接定位塊，定位塊上設(shè)有四個(gè)安裝孔，等強(qiáng)度梁中端位置上下表面粘貼了四枚電阻應(yīng)變片，等強(qiáng)度梁右端垂直連接活動(dòng)加載桿，加載桿的下端連接砝碼座；彎扭組合梁左端固定連接定位塊，定位塊上設(shè)有四個(gè)安裝孔，彎扭組合梁左端與軸線互相垂直的四個(gè)方向的圓周表面上粘貼了四枚電阻應(yīng)變花，彎扭組合梁右端垂直固定連接加載臂，加載臂的另一端垂直連接活動(dòng)加載桿，加載桿的下端連接砝碼座。等強(qiáng)度梁上電阻應(yīng)變片和彎扭組合梁上電阻應(yīng)變花的信號(hào)輸入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，梁受力后靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示不同梁上應(yīng)變值的大小。本發(fā)明的技術(shù)效果是:該實(shí)驗(yàn)裝置不通過力傳感器加載，不用測(cè)力顯示儀器，在測(cè)試梁上粘貼電阻應(yīng)變片或電阻應(yīng)變花，用電測(cè)法測(cè)試出等強(qiáng)度梁和彎扭組合梁截面上應(yīng)力大小，再與理論值比較。該實(shí)驗(yàn)裝置克服現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備一機(jī)不能多用的缺陷，采用通用底座通過換裝二種梁，可完成材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，載荷大小直接用砝碼加載，最大加載負(fù)荷500N，更具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加載準(zhǔn)確，易于拆卸，成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1.電阻應(yīng)變花2.彎扭組合梁3.加載臂4.電阻應(yīng)變片5.等強(qiáng)度梁
6.加載桿7.砝碼座8.立柱9.通用底座10.調(diào)平螺桿11.螺紋孔12.梁安裝位置13.安裝孔14.定位塊。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，通用底座(9)左端中間垂直固定連接立柱(8)，立柱(8)上端是梁安裝位置(12)，梁安裝位置(12)平面上設(shè)有四個(gè)螺紋孔(11)用于安裝等強(qiáng)度梁(5)和彎扭組合梁(2);等強(qiáng)度梁(5)左端固定連接定位塊(14)，定位塊(14)上設(shè)有四個(gè)安裝孔(13)，等強(qiáng)度梁(5)中端位置上下表面粘貼了四枚電阻應(yīng)變片(4)，等強(qiáng)度梁(5)右端垂直連接活動(dòng)加載桿(6),加載桿(6)的下端連接破碼座(7);彎扭組合梁(2)左端固定連接定位塊(14),定位塊(14)上設(shè)有四個(gè)安裝孔(13)，彎扭組合梁(2)左端與軸線互相垂直的四個(gè)方向的圓周表面上粘貼了四枚直角電阻應(yīng)變花(1)，彎扭組合梁(2)右端垂直固定連接加載臂(3)，加載臂(3)的另一端垂直連接活動(dòng)加載桿(6)，加載桿(6)的下端連接砝碼座(7)，通用底座(9)下端連有四個(gè)調(diào)平螺桿(10)，調(diào)平螺桿(10)將通用底座(9)調(diào)至水平位置，使用時(shí)，將等強(qiáng)度梁(5)左端定位塊(14)用四個(gè)六角螺栓安裝固定在梁安裝位置(12)上，將電阻應(yīng)變片(4)按不同橋路接入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，在砝碼座(7)上加上標(biāo)準(zhǔn)砝碼，每次加100N，最大加到500N，等強(qiáng)度梁(5)受力變形后就有應(yīng)力，等強(qiáng)度梁(5)上電阻應(yīng)變片(4)就有應(yīng)變產(chǎn)生，應(yīng)變值大小在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示出來，將應(yīng)變值代入計(jì)算公式，得到等強(qiáng)度梁
(5)上變截面處內(nèi)應(yīng)力實(shí)測(cè)值。 將彎扭組合梁(2)左端定位塊用四個(gè)六角螺栓安裝固定在梁安裝位置(12)上，將四組電阻應(yīng)變花(I)按四分之一橋路分別接入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，在砝碼座(7)上加上標(biāo)準(zhǔn)砝碼，每次加100N，最大加到500N，彎扭組合梁(2)受力變形后就有應(yīng)力，彎扭組合梁(2)上電阻應(yīng)變花(I)就有應(yīng)變產(chǎn)生，應(yīng)變值大小在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示出來，將應(yīng)變值代入計(jì)算公式，得到彎扭組合梁(2)上四個(gè)點(diǎn)主應(yīng)力大小和方向?qū)崪y(cè)值。將彎扭組合梁(2)左端定位塊用四個(gè)六角螺栓安裝固定在梁安裝位置(12)上，用上下兩測(cè)點(diǎn)
的A5片組成半橋，用左右兩測(cè)點(diǎn)
的5和Ac片組成全橋，用左右兩測(cè)點(diǎn)的Ae和4片組成全橋，分別接入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，在砝碼座(7)上加上標(biāo)準(zhǔn)砝碼，每次加100N，最大加到500N，彎扭組合梁(2)受力變形后橫截面上就有內(nèi)力素，彎扭組合梁(2)上就有應(yīng)變產(chǎn)生，應(yīng)變值大小在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示出來，將應(yīng)變值代入計(jì)算公式，得到彎扭組合梁(2)粘貼電阻應(yīng)變花(I)處橫截面上彎矩、扭矩、剪力實(shí)測(cè)值。本發(fā)明的工作原理是:本發(fā)明的一種不通過力傳感器加載，不用測(cè)力顯示儀器，用電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁(變截面梁)上應(yīng)力分布和彎扭組合梁上主應(yīng)力大小、方向、內(nèi)力素測(cè)定。所謂電測(cè)法是用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將被測(cè)構(gòu)件表面指定點(diǎn)的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻變化，再通過電阻應(yīng)變儀將此電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓(或電流)的變化并加以放大，然后以應(yīng)變的標(biāo)度給出指示，將得到的應(yīng)變代入實(shí)測(cè)計(jì)算公式，就可得到等強(qiáng)度梁和彎扭組合梁上內(nèi)應(yīng)力實(shí)測(cè)值，用實(shí)測(cè)值跟理論值相比較，驗(yàn)證實(shí)測(cè)值的誤差。
當(dāng)?shù)葟?qiáng)度梁上定位塊用螺栓安裝固定在梁安裝位置后，等強(qiáng)度梁上的應(yīng)變片接入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(按要求接成四分之一橋、半橋、全橋)，在砝碼座上放上標(biāo)準(zhǔn)砝碼后，等強(qiáng)度梁上電阻應(yīng)變片的應(yīng)變?cè)陟o態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示出來，可做等強(qiáng)度梁變截面上的應(yīng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)并證實(shí)此梁是等強(qiáng)度梁；電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)；根據(jù)電橋原理，電橋三種橋路(四分之一橋、半橋、全橋)的組橋練習(xí)實(shí)驗(yàn)。理論計(jì)算等強(qiáng)度梁上應(yīng)力公式:
權(quán)利要求
1.一種電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁彎扭組合梁內(nèi)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置，它包括通用底座、立柱、梁安裝位置、螺紋孔、等強(qiáng)度梁、彎扭組合梁、定位塊、安裝孔、電阻應(yīng)變片、加載桿、砝碼座、彎扭組合梁、電阻應(yīng)變花、加載臂、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，其特征是通用底座左端中間垂直固定連接立柱，立柱上端是梁安裝位置，梁安裝位置平面上設(shè)有四個(gè)螺紋孔用于安裝等強(qiáng)度梁和彎扭組合梁；等強(qiáng)度梁左端固定連接定位塊，定位塊上設(shè)有四個(gè)安裝孔，等強(qiáng)度梁中端位置上下表面粘貼了四枚電阻應(yīng)變片，等強(qiáng)度梁右端垂直連接活動(dòng)加載桿，加載桿的下端連接砝碼座；彎扭組合梁左端固定連接定位塊，定位塊上設(shè)有四個(gè)安裝孔，彎扭組合梁左端與軸線互相垂直的四個(gè)方向的圓周表面上粘貼了四枚電阻應(yīng)變花，彎扭組合梁右端垂直固定連接加載臂，加載臂的另一端垂直連接活動(dòng)加載桿，加載桿的下端連接砝碼座，等強(qiáng)度梁上電阻應(yīng)變片和彎扭組合梁上電阻應(yīng)變花的信號(hào)輸入靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，梁受力后靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示不同梁上應(yīng) 變值的大小。
全文摘要
一種電測(cè)法測(cè)試等強(qiáng)度梁彎扭組合梁內(nèi)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置，通用底座左端中間垂直固定連接立柱，立柱上端是梁安裝位置，梁安裝位置平面上設(shè)有四個(gè)螺紋孔用于安裝等強(qiáng)度梁和彎扭組合梁；等強(qiáng)度梁左端固定連接定位塊。本發(fā)明的技術(shù)效果是可完成材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，載荷大小直接用砝碼加載，最大加載負(fù)荷500N，更具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加載準(zhǔn)確，易于拆卸，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L1/22GK103247209SQ20131014159
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者劉榮慶 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)