专利名称：纯弯曲梁教学模拟试验方法
技术领域：
本发明涉及一种纯弯曲梁教学模拟试验方法。
背景技术：
现有技术的纯弯曲梁试验，是根据实体梁体试验分析结果，适筋受弯构件正截面承载力采用了基本假定进行计算。在纵向受拉钢筋应力达到屈服强度之前及达到的瞬间，截面的平均应变基本符合平截面假定，梁在纯弯曲变形后，其横截面仍保持为平面，且像刚片一样绕某水平轴旋转一角度后仍与弯曲后的梁轴线垂直；单向受力假定:设梁是由许多纵向纤维所组成，在纯弯曲变形时，各纤维之间无横向挤压，只受纤维长度方向的单向拉伸和压缩作用。实验是研究梁体受力特征最具有说服力的方法，目前工程应用中的大量参数及理论都是经过试验回归统计获得的。因此试验研究是所有研究及实践领域都不可缺少的途径。而试验研究有其自身的缺点，需要大量的仪器设备，并且试验成果依赖于仪器设备的精度；对试验操作人员的素质要求较高，实验前必须懂得试验内容、方法、步骤、注意事项以及事故处理等；实验成果的分析依赖于试验人员的经验以及知识积累；试验本身需要大量经费支撑，并且需要足够的试验场地。这些都是由于试验的物理属性所确定的。对于土木工程教学中的重点实验之一，纯弯曲梁受力性能验证性实验，是各专业比作的试验。该实验同样具有上述缺陷，许多高校限于经费的短缺，无法兼顾到所有学生。其存在试验周期长、费用高、能耗大，试验后破坏梁体难以处置，梁体本身自重大，难于运输等不足。经中国公开专利检索，没发现与本专利申请相同的方案。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提出一种纯弯曲梁教学模拟试验方法。本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法，其特征在于:梁体横向由组合刚片模拟，梁体纵向由中心片轴模拟，在支座外侧通过加力弯曲手柄给梁体加力模拟弯矩加载；其通过横向组合刚片来达到平面假定条件，通过纵向中心片轴将横向组合刚片连接起来形成一整片梁体，由支座支撑整个梁体，加力时通过加力弯曲手柄施加对称力偶使梁体受力发生弯曲变形；通过横向组合刚片的转动观察梁体的横截面的变形，通过横向组合刚片上下两端处彼此的拉伸与闭合，观察纵截面的变形的实验演示过程。该方法用于课堂演示教学和试验演示教学中，使学生都能参与试验过程。本发明与现有技术相比的有益效果:1、结构简单，直观、实用性强，工作效率高。2、可以在教室内进行演示，自重轻，搬运方便；3、可以进行批量生产，费用低廉，可以在实验室中对所有同学开展实验过程演示，实验不需任何能耗，不产生废料。
下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。图1——教学模型结构示意图。其中:横向组合刚片(1)，纵向中心片轴(2)、片轴支座(3)，加力弯曲手柄(4)。
具体实施例方式本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法，为梁体横向由组合刚片模拟，梁体纵向由中心片轴模拟，在支座外侧通过加力弯曲手柄给梁体加力模拟加载方式；其通过横向组合刚片来达到平面假定条件，通过纵向中心片轴将横向组合刚片连接起来形成一整片梁体，由支座支撑整个梁体，加力时通过加力弯曲手柄施加对称力偶使梁体受力发生弯曲变形；通过横向组合刚片的转动观察梁体的横截面的变形，通过横向组合刚片上下两端处彼此的拉伸与闭合，观察纵截面的变形的实验演示过程。下面结合教学模型附图举例对本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法作进一步说明；其教学模型如图1所示:本发明纯弯曲梁教学模拟试验方法的试验教学模型，它包括横向组合刚片(I)、纵向中心片轴(2)、片轴两端支座(3)、加力弯曲手柄(4)。其所有零部件均可采用现有技术的材料、采用现有技术的方法制造或购买获得；其组装可采用现有技术来完成。其横向组合刚片(I)通过纵向中心片轴(2)连接在一起，纵向中心片轴(2)两端分别与片轴支座(3)连接，由片轴支座(3)支撑整个模型，在纵向中心片轴(2)两端的片轴支座
(3)外侧加分别设有加力手柄(4)，用来给模型加力。本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法，通过横向组合刚片来达到平面假定条件，通过纵向中心片轴将横向组合刚片连接起来形成一整片梁体，由支座支撑整个梁体，加力时通过加力弯曲手柄施加对称力偶使梁体受力发生弯曲变形。通过横向组合刚片的转动观察梁体的横截面的变形，通过横向组合刚片上下两端处彼此的拉伸与闭合观察纵截面的变形。其实验演示过程不需要大型仪器设备、能源动力，不需要提前熟悉实验操作步骤、注意事项等，因此，实验操作简单、低能耗、无污染、可移动。本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法，其保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员，可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求
1.一种纯弯曲梁教学模拟试验方法，其特征在于:梁体横向由组合刚片模拟，梁体纵向由中心片轴模拟，在支座外侧通过加力弯曲手柄给梁体加力模拟弯矩加载；其通过横向组合刚片来达到平面假定条件，通过纵向中心片轴将横向组合刚片连接起来形成一整片梁体，由支座支撑整个梁体，加力时通过加力弯曲手柄施加对称力偶使梁体受力发生弯曲变形；通过横向组合刚片的转动观察梁体的横截面的变形，通过横向组合刚片上下两端处彼此的拉伸与闭合，观察纵截面的变形的实验演示过程。
全文摘要
本发明的纯弯曲梁教学模拟试验方法，为梁体横向由组合刚片模拟，梁体纵向由中心片轴模拟，在支座外侧通过加力弯曲手柄给梁体加力进行纯弯曲梁的加载试验模拟；该方法依靠对应的教学模型，用于纯弯曲梁教学模拟试验，其具有结构简单，自重轻、搬运方便，可以在教室、实验室等场所进行随意演示，直观、实用性强，工作效率高；不需能耗、不产生废料，零污染、零能耗、低成本运行优点。
文档编号G09B25/00GK103196747SQ20131012107
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者张金团, 胡琴, 蒙东林 申请人:贺州学院