一種多約束條件桿件彎曲試驗機的制作方法

本發明涉及力學教學領域，具體是一種多約束條件桿件彎曲試驗機。

背景技術：

彎曲強度是指材料在彎曲負荷作用下破裂或達到規定彎矩時能承受的最大應力，此應力為彎曲時的最大正應力，它反映了材料抗彎曲的能力，用來衡量材料的彎曲性能。對平面彎曲桿件來說，按照其約束條件及基本分為三類，如圖1所示，分別為簡支梁（兩端鉸支）、外伸梁（一端鉸支，一端自由）以及懸臂梁（一端固定、一端自由），這三種形式的簡化結構也是生產生活中最為常見的三種形式，在桿件彎曲強度教學中，也基本以這三種形式的簡化結構展開教學。

彎曲強度是材料力學中十分重要的章節，也是學習難度較大的章節，一方面由于彎曲強度較抽象，計算復雜，另一方面彎曲試驗主要應用在工業上，缺少教學相關設備，且工業用彎曲試驗機存在不能調整試樣簡化結構的弊端，因此也無法直接用于教學，導致學生理解不夠透徹，教學效果差。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種多約束條件桿件彎曲試驗機，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多約束條件桿件彎曲試驗機，包括：底座、鉸支座以及載荷施加機構，所述鉸支座包括動鉸和定較，所述定鉸固定焊接在底座上，定鉸的轉銷上焊接連接桿件和固定座，固定座和定鉸上均設置相同的插銷孔；所述載荷施加機構包括橫梁、滑座、液壓缸以及壓桿，所述橫梁連接在兩根立柱之間，立柱固定在底座兩側，所述滑座設置在橫梁上，所述液壓缸垂直安裝在滑座上，所述壓桿固定焊接在液壓缸的活塞桿底端；兩根立柱底部之間固定連接標尺桿，所述動鉸固定在滑塊上，所述滑塊上設置由標尺桿穿過的通孔，動鉸位于桿件下方并與定較處于同一高度，標尺桿上還設置刻度線，且刻度線的零刻度點與桿件的右端垂直對齊。

作為本發明進一步的方案：所述壓桿外圓周上車外螺紋，壓桿上安裝均布板，所述均布板和壓桿底部均設置與桿件直徑相當的半圓形凹槽。

作為本發明進一步的方案：所述橫梁上也設置刻度線，且該刻度線的兩端起始點分別與桿件的兩端垂直對齊。

作為本發明進一步的方案：所述滑座上設置螺栓。

作為本發明進一步的方案：所述滑塊的中部設置透明觀察窗。

作為本發明進一步的方案：壓桿上設置壓力傳感器，所述壓力傳感器輸出端與計算機連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供一種用于彎曲力學教學的試驗設備，可輕松的使試樣桿件在三種約束條件下切換，獲得多組試驗素材，提高教學質量，有助于學生理解。

附圖說明

圖1為平面桿件的簡化結構示意圖。

圖2為本發明的結構示意圖。

圖3為本發明中定鉸的結構示意圖。

圖4為本發明中壓桿與均布板的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1～4，本發明實施例中，一種多約束條件桿件彎曲試驗機，包括：底座1、鉸支座以及載荷施加機構，所述鉸支座包括動鉸71和定較72，所述定鉸72固定焊接在底座1上，定鉸72的轉銷13上焊接連接桿件3和固定座14，固定座14可隨著轉銷13一起轉動，固定座14和定鉸72上均設置相同的插銷孔15，在插銷孔15內插入插銷，可將轉銷13固定住，限制其轉動自由度，從而使桿件3左端固定；所述載荷施加機構包括橫梁11、滑座10、液壓缸9以及壓桿5，所述橫梁11連接在兩根立柱12之間，立柱12固定在底座1兩側，所述滑座10設置在橫梁11上，可在橫梁11上滑動，所述液壓缸9垂直安裝在滑座10上，所述壓桿5固定焊接在液壓缸9的活塞桿底端；兩根立柱12底部之間固定連接標尺桿2，所述動鉸71固定在滑塊6上，所述滑塊6上設置由標尺桿2穿過的通孔，滑塊6可帶動動鉸71沿標尺桿2水平移動，動鉸71位于桿件3下方并與定較72處于同一高度，使動鉸71能夠對桿件3進行支撐并使桿件3保持水平，標尺桿2上還設置刻度線，且刻度線的零刻度點與桿件3的右端垂直對齊。

所述壓桿5外圓周上車外螺紋，壓桿5上安裝均布板4，所述均布板4和壓桿5底部均設置與桿件3直徑相當的半圓形凹槽51，均布板4可從壓桿5上拆下，這樣壓桿5下壓時與桿件3之間為點接觸，即施加點載荷，而均布板4與桿件3接觸時，由于均布板4具有一定長度，均布板4與桿件3間接觸可看做面接觸，即均布載荷。

所述橫梁11上也設置刻度線，且該刻度線的兩端起始點分別與桿件3的兩端垂直對齊。

所述滑座10上設置螺栓8，擰緊螺栓8可將滑座10固定在橫梁11上任意位置。

所述滑塊6的中部設置透明觀察窗61，方便讀取標尺桿2上刻度。

壓桿5上設置壓力傳感器（圖中未畫出），所述壓力傳感器輸出端與計算機連接，可顯示壓桿5施加的載荷力。

本發明的工作原理是：

1、定鉸72中未插入插銷孔，且動鉸71移動至桿件3右端位置，此時桿件3可看做兩端鉸支的簡支梁，隨后啟動液壓缸9，對桿件3施加載荷，記錄試驗數據（包括施加的壓力、施力點的位置等），移動液壓缸9在橫梁11上的位置，可獲得不同施力點的試驗情況；

2、定鉸72中未插入插銷孔，且動鉸71移動至桿件3間的某一位置，此時桿件3簡化為外伸梁，并記錄桿件3外伸段的長度，其與操作均與情形1相同；

3、定鉸72的插銷孔15內插入插銷，使桿件3左端固定，而動鉸71移動至桿件3右端點之外，此時桿件3可簡化為懸臂梁，其與操作均與情形1相同。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。