专利名称：开放式工程结构力学实验平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种实验装置，尤其是在实验平台上可设置多数工程结构，按需进行力学类实验的开放式工程结构力学实验平台。
背景技术：
高等教育的目标就是要充分发挥学生对教学的主动參与性。开放式工程结构力学实验平台通过学生们对目前工程中常用的机械构件结构的观察与分析，选择4-6种常见エ程受カ结构如桥梁、桁架、悬臂梁、简直梁、管道、容器等，设计制作成简化的工程结构力学模型，进行工程力学实验。这种开放式实验平台贴近工程实际、特色鮮明，学生们能够按需要进行组合、配置与改革。所有构件模型均来源于现实工程中常见模型，具有即从工程中提炼又有深厚的理论基础的特性。加载装置灵活多祥、直观性好，具有学生感兴趣的诸多因素。力学测试手段实用性强，数据测试、采集学生易于理解，便于学生操作与实施。开放式实验模式对调动学生们学习兴趣、培养学生们的工程意识和动手能力，提高学生们的创新精神有较大的实际意义。
发明内容根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种在实验平台上所有工程结构均可按需设置，具有较大的灵活性的开放式工程结构力学实验平台。为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的—种开放式工程结构力学实验平台，主要由底板(I)、悬臂梁组件(2)、车轮组件
(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架(6)组成，其中底板(I)的上表面开有均布的T型槽(11)，悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6 )通过螺栓连接固定在底板(I)上；各组件设置加载装置加载，各组件根据需要拆卸或重组，各组件电阻应变片根据需要选择适当位置粘贴；所述的悬臂梁组件(2)由エ字钢材的横梁(25)通过方形垫板(28)、方形立柱
(23)、三角形肋板(24)、方形底板(21)构成，并通过方形底板(21)、螺栓(22)与底板(I)螺接，在悬臂梁组件(2 )的横梁(25 )腹板表面上均布贴有电阻应变片(26 )与相关仪器设备连接，在横梁(25)的悬臂端设置有加载装置(27)；所述的车轮组件(3)通过车轮组件底板(31)和螺栓(32)与底板(I)固定并定位，两个车轮组件支架(33 )与车轮组件底板(31)牢固焊接后通过安装在车轮组件支架(33 )上的一对轴承(36)与车轮轴(35)连接，车轮(34)固定在轴(35)上可旋转，车轮组件(3)的加载装置千斤顶(37)设置在车轮组件(3)旋转面的底部，电阻应变片(26)贴在轮毂处；所述的卧式容器(4)通过容器支架(41)和螺栓(42)与底板(I)螺接固定，其加载方式采用卧式容器(4)内部注水或在其表面加压；所述的简支梁组件(5 )由简支梁横梁(51)、带有立柱肋板(53 )的简支梁立柱(52 )构成，并通过简支梁底板(54)与底板(I)螺接固定，简支梁组件(5)的加载装置(55)设置在简支梁横梁(51)上；所述的立体桁架组件(6)由桁架立柱(61)、桁架斜柱(62)和桁架横柱(63)构成，通过桁架底板(64)与底板(I)螺接固定，在立体桁架(6)的上部放重物加载。由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和效果I、本实用新型贴近工程实际、特色鮮明，学生们能够按教学需要进行组合、配置与变革；2、本实用新型所有构件模型均来源于现实工程中常见结构，具有从工程中提炼又3、本实用新型加载装置灵活多祥、直观性好，具有学生感兴趣的诸多因素。
图I为本实用新型正面立体示意图图2为本实用新型背面立体示意图。
具体实施方式
由图I和图2示出一种开放式工程结构力学实验平台，主要由底板I、悬臂梁组件2、车轮组件3、卧式容器4、简支梁组件5和立体桁架组件6组成，其中底板I的上表面开有均布的T型槽11，悬臂梁组件2、车轮组件3、卧式容器4、简支梁组件5和立体桁架组件6通过螺栓连接固定在底板I上；各组件设置加载装置加载，各组件可根据需要拆卸或重组，各组件的电阻应变片根据需要选择适当位置粘贴。悬臂梁组件2由方形底板21通过螺栓22固定在底板I上，方形立柱23选用方钢与方形底板21、三角形肋板24焊接而成稳定结构，横梁25采用エ字钢与方形垫板28牢固焊接后，再与方形立柱23焊接，成为工程中常见的悬臂梁结构，在横梁25右端用钢丝绳连接有悬臂梁加载装置27，可选用静态砝码加载进行悬臂梁组件2的工程力学实验，加载后横梁25产生的应变由均布贴在横梁25腹板表面上的电阻应变片26測量，并与相关仪器连接后，得出悬臂梁横梁25的正应カ分布情況。车轮组件3通过车轮组件底板31和螺栓32与底板I固定并定位，两个车轮组件支架33与车轮组件底板31牢固焊接后通过安装在车轮组件支架33上的一对轴承36与车轮轴35连接，车轮34固定在轴35上可旋转，车轮组件3加载方式采用动态千斤顶设置在车轮组件3旋转面的底部，在车轮34下方加载，以此模拟车轮34实际受力情況，此时电阻应变片26均布粘贴在车轮34轮毂处，通过相关仪器测量车轮34轮毂的应カ和应变。卧式容器4通过容器支架41和螺栓42与底板I螺接固定，其加载方式采用容器4内部注水或在其表面加压方式；卧式容器4属于过程装备专业典型设备，其他专业进行教学实验可不用此设备，如将生活中常用的钢梯组件固定于开放式工程结构力学实验平台，通过人在钢梯组件上移动加载，粘贴应变片后可測量钢梯组件的应カ和应变。简支梁组件5由简支梁横梁51、带有立柱肋板53的简支梁立柱52构成，并通过简支梁底板54与底板I螺接固定，简支梁组件5加载方式同悬臂梁组件2相似，简支梁组件5的加载装置55设置在简支梁横梁51上。[0024]立体桁架组件6由桁架立柱61、桁架斜柱62和桁架横柱63构成，通过桁架底板64与底板I螺接固定，立体桁架6加载选用在立体桁架6的上部放置重物的方式加载。[0025]另外，本实用新型各组件工程力学实验时电阻应变片可以根据需要选择适当位置粘贴，平台上的各组件也可以根据专业教学需要灵活拆卸或重组。
权利要求1.一种开放式工程结构力学实验平台，主要由底板(I)、悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6)组成，其特征在于底板(I)的上表面开有均布的T型槽(11)，悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6 )通过螺栓连接固定在底板(I)上；各组件设置加载装置加载，各组件根据需要拆卸或重组，各组件电阻应变片根据需要选择适当位置粘贴。
2.根据权利要求I所述的开放式工程结构力学实验平台，其特征在于所述的悬臂梁组件(2)由エ字钢材的横梁(25)通过方形垫板(28)、方形立柱(23)、三角形肋板(24)、方形底板(21)构成，并通过方形底板(21)、螺栓(22)与底板(I)螺接，在悬臂梁组件(2)的横梁(25)腹板表面上均布贴有电阻应变片(26)与相关仪器设备连接，在横梁(25)的悬臂端设置有加载装置(27)。
3.根据权利要求I所述的开放式工程结构力学实验平台，其特征在于所述的车轮组件(3)通过车轮组件底板(31)和螺栓(32)与底板(I)固定并定位，两个车轮组件支架(33)与车轮组件底板(31)牢固焊接后通过安装在车轮组件支架(33)上的一对轴承(36)与车轮轴(35 )连接，车轮(34)固定在轴(35 )上可旋转，车轮组件(3 )的加载装置千斤顶(37 )设置在车轮组件(3)旋转面的底部，电阻应变片(26)贴在轮毂处。
4.根据权利要求I所述的开放式工程结构力学实验平台，其特征在于所述的卧式容器(4)通过容器支架(41)和螺栓(42)与底板(I)螺接固定，其加载方式采用卧式容器(4)内部注水或在其表面加压。
5.根据权利要求I所述的开放式工程结构力学实验平台，其特征在于所述的简支梁组件(5)由简支梁横梁(51)、带有立柱肋板(53)的简支梁立柱(52)构成，并通过简支梁底板(54)与底板(I)螺接固定，简支梁组件(5)的加载装置(55)设置在简支梁横梁(51)上。
6.根据权利要求I所述的开放式工程结构力学实验平台，其特征在于所述的立体桁架组件(6)由桁架立柱(61)、桁架斜柱(62)和桁架横柱(63)构成，通过桁架底板(64)与底板(I)螺接固定，在立体桁架(6)的上部放重物加载。
专利摘要一种开放式工程结构力学实验平台，主要由底板(1)、悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6)等组成，其中底板(1)开有均布的T型槽(11)，悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6)等均可通过螺栓连接固定在底板(1)上，拆装方便；悬臂梁组件(2)、车轮组件(3)、卧式容器(4)、简支梁组件(5)和立体桁架组件(6)等属于工程中常见力学构件的简化形式，各组件的加载方式选用静态砝码加载或动态千斤顶加载，方式灵活，易于操作；各组件受力后应力应变的测量选择适当位置粘贴应变片。本实用新型的实验装置贴近工程实际、拥有自身特色、能够激发学生的学习兴趣、培养学生动手能力、提高学生创新精神。
文档编号G09B23/10GK202404801SQ20112056743
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘吉, 刘巧瑜, 穆岩, 蔡晓君, 赵锋霆, 韩斌 申请人:北京石油化工学院