本实用新型涉及钢结构技术领域，具体涉及一种轴心受压构件失稳模式教学实验装置。
背景技术：
当轴向力作用线与构件截面重心轴重合时称为轴心受压构件，在钢结构受压构件中，一般不同截面的轴心受压构件在轴向荷载下会产生不同形式的变形屈曲。近年来，由于结构形式的不断发展和较高强度钢材的应用，使构件更加超薄壁而轻型，以至于更容易出现失稳现象，因而对于受压构件来说，整体稳定是确定构件截面的最重要因素。目前，轴向受压实验装置由加载千斤顶、杆件固定装置和数据传感显示装置组成。在具体实验操作中，将杆件一端固定，另一端用千斤顶缓慢均匀的施加荷载，荷载值由液压传感器检测得到，数据由计算机输出，作为分析依据。由于实验设备的限制，一般同时只能测试一根杆件，多次实验测试不同截面形式的杆件后进行分析，研究其失稳特点。
但是，本实用新型的发明人经过研究发现，现有的实验装置存在如下技术问题：一是轴向受压实验中一次只能测试一根杆件，实验效率较低；二是不能在加载时对比不同截面形式杆件的屈曲特点；三是实验装置较笨重，场地局限性较大，展示效果不明显；四是不同实验测试中，由于设备加载的不可控差异，例如千斤顶施加荷载的速率不同或荷载作用的偏心等，不能保证所有杆件测试条件一致，最终导致实验结果与理论值有较大差异。
技术实现要素：
针对现有实验装置存在的实验效率较低，不能在加载时对比不同截面形式杆件的屈曲特点，实验装置较笨重展示效果不明显以及由于设备加载的不可控差异，不能保证所有杆件测试条件一致的技术问题，本实用新型提供一种轴心受压构件失稳模式教学实验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种轴心受压构件失稳模式教学实验装置，包括顶板、平台板、底板、至少四根光滑轴杆、螺纹轴杆、旋转盘和多根待测轻质杆件；其中，所述平台板设于顶板和底板之间，所述至少四根光滑轴杆穿设于平台板中并滑动连接，且所述至少四根光滑轴杆的一端与顶板固定连接，另一端与底板固定连接，所述螺纹轴杆穿设于顶板中并螺纹连接，且所述螺纹轴杆的一端与旋转盘连接，另一端与平台板接触，所述多根待测轻质杆件的一端与平台板铰接，另一端与底板铰接。
与现有技术相比，本实用新型提供的轴心受压构件失稳模式教学实验装置具有如下有益效果：1、在平台板和底板可铰接多根待测轻质杆件，因而在轴向受压实验中一次可测试多根杆件，实验效率较高；2、多根待测轻质杆件的两端分别与平台板和底板铰接，因而可以自由转动，由此可以在加载时对比多根不同截面形式杆件的屈曲变形特点；3、多根待测杆件为轻质杆件，相对于现有钢质杆件而言，可以大大减小所需施加的载荷，因而简化了加载装置，由此本实用新型提供的实验装置更加灵活和简便，实验展示变形效果更佳，测试准确性更高；4、旋转螺纹轴杆上的旋转盘可对平台板施加荷载，因而施加荷载的速率更加平稳和便于控制，由此保证了所有杆件测试条件基本一致，实验结果与理论值基本相符。
进一步，所述光滑轴杆为光滑圆杆。
进一步，所述光滑圆杆通过带有法兰的滑动轴承与平台板连接。
进一步，所述光滑圆杆与滑动轴承的接触面涂有润滑油。
进一步，所述光滑轴杆的两端通过卧式支撑分别与顶板和底板固定连接。
进一步，所述待测轻质杆件为竹材杆件或亚克力板材杆件。
附图说明
图1是本实用新型提供的轴心受压构件失稳模式教学实验装置结构示意图。
图中，1、顶板；2、平台板；3、底板；4、光滑轴杆；5、螺纹轴杆；6、旋转盘；7、待测轻质杆件；8、卧式支撑。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参考图1所示，本实用新型提供一种轴心受压构件失稳模式教学实验装置，包括顶板1、平台板2、底板3、至少四根光滑轴杆4、螺纹轴杆5、旋转盘6和多根待测轻质杆件7；其中，所述平台板2设于顶板1和底板3之间，所述至少四根光滑轴杆4穿设于平台板2中并滑动连接，且所述至少四根光滑轴杆4的一端与顶板1固定连接，另一端与底板3固定连接，所述螺纹轴杆5穿设于顶板1中并螺纹连接，且所述螺纹轴杆5的一端与旋转盘6连接，另一端与平台板2接触，所述多根待测轻质杆件7的一端与平台板2铰接，另一端与底板3铰接。
与现有技术相比，本实用新型提供的轴心受压构件失稳模式教学实验装置具有如下有益效果：1、在平台板和底板可铰接多根待测轻质杆件，因而在轴向受压实验中一次可测试多根杆件，实验效率较高；2、多根待测轻质杆件的两端分别与平台板和底板铰接，因而可以自由转动，由此可以在加载时对比多根不同截面形式杆件的屈曲变形特点；3、多根待测杆件为轻质杆件，相对于现有钢质杆件而言，可以大大减小所需施加的载荷，因而简化了加载装置，由此本实用新型提供的实验装置更加灵活和简便，实验展示变形效果更佳，测试准确性更高；4、旋转螺纹轴杆上的旋转盘可对平台板施加荷载，因而施加荷载的速率更加平稳和便于控制，由此保证了所有杆件测试条件基本一致，实验结果与理论值基本相符。
作为具体实施例，所述光滑轴杆4为光滑圆杆，由此在旋转所述旋转盘6带动螺纹轴杆5向平台板2施加荷载，使所述多根待测轻质杆件7产生变形并带动平台板2向下滑动时，保证所述光滑轴杆4与平台板2之间的滑动摩擦力最小，使显示的荷载示数准确，保证了测试的足够准确性。
作为具体实施例，所述光滑圆杆通过带有法兰的滑动轴承与平台板2连接，所述滑动轴承的轴承孔径与光滑圆杆的外形尺寸匹配，由此可以实现光滑圆杆相对于所述平台板2滑动连接。当然，本领域的技术人员在前述滑动轴承的基础上，还可以采用其它的连接方式，只要能够保证光滑圆杆能相对于平台板2滑动连接即可。
作为具体实施例，所述光滑圆杆与滑动轴承的接触面涂有润滑油，由此可以更好地减小光滑圆杆与平台板2之间的滑动摩擦力，使显示的荷载示数准确，进一步保证测试的足够准确性。
作为具体实施例，请参考图1所示，所述光滑轴杆4的两端通过卧式支撑8分别与顶板1和底板3固定连接，由此所述至少四根光滑轴杆4、顶板1和底板3，正好形成一个长方体框架，为所述多根待测轻质杆件7提供了竖向受力的环境。当然，本领域的技术人员在前述卧式支撑连接的基础上，还可以采用其它的连接方式，只要能够将所述光滑轴杆4固定连接在顶板1和底板3之间即可。
作为具体实施例，所述待测轻质杆件7为竹材杆件或亚克力板材杆件，即采用竹材杆件或亚克力板材杆件来替代现有技术的钢质杆件，由此可以大大减小所需施加的载荷，简化加载装置，因而本申请中的实验装置更加灵活和简便，实验展示变形效果更佳，测试准确性更高。请参考图1所示，具体实验时，可以根据测试效果，合理调整待测轻质杆件的截面尺寸和长细比，并控制加载速率在合理的范围内，使待测轻质杆件变形缓慢，即在合适载荷条件下，使多根(如3根)待测轻质杆件变形明显，因而可在相同条件下实时展示和对比多根(如3根)不同截面形式杆件的屈曲变形特点。
本装置主要用于展示和对比不同截面形式的轴心受压杆件在轴向受压时的屈曲变形特点，采用削弱轴心受压杆件的强度，减小轴向荷载，使受压杆件变形明显；荷载值可以通过测力计显示，实时测量荷载值大小，因而可以很好地展示变形效果。同时，本装置在保证实验效果可靠的前提条件之下，其结构简便，便于携带，不需要笨重的设备和较大的场地就可进行轴心受压实验，方便操作和观察，且轴心受压实验中受压杆件的变形效果明显。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。