一种金属力学综合测试分析实验台的制作方法

本实用新型涉及一种金属力学综合测试分析实验台。

背景技术：

南京航空航天大学申请了一件申请号为201110124846.2的中国发明专利并获得了授权，该专利公开了一种剪切应力分布规律验证性实验装置及方法，其中剪切应力分布规律验证性实验装置包括框架、曲柄悬臂实验梁、加力装置、力传感器，所述曲柄悬臂实验梁包括安装在支撑框架上面的悬臂段和与悬臂段自由端连接的曲柄段，对应加力作用线的截面上黏贴有一组电阻应变片，该组电阻应变片由多个电阻应变片组成，所述多个电阻应变片顺着加力作用线方向排列且每个电阻应变片长度方向与悬臂段轴线呈45度方向黏贴。该专利的解决了目前还没有开设剪切应力分布规律验证性试验的技术问题。但是该专利也存在着比较大的缺点，即只能用于剪切应力分布规律验证性试验，不能用于其它金属材料力学性能实验和纯弯曲梁正应力分布规律验证实验，因此极大地增加了装置为满足单个功能所需的制造成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种金属力学综合测试分析实验台，通过该金属力学综合测试分析实验台在不显著增加制造成本的条件下不但可以做剪切应力分布规律验证性试验，还可以做金属材料力学性能实验和纯弯曲梁正应力分布规律验证实验。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

本实用新型的一种金属力学综合测试分析实验台，包括底座、固定设置在底座上的支撑框架、加力组件和曲柄悬臂实验梁，所述加力组件包括设置在支撑框架上的加力轮和与加力轮同轴螺纹连接的加力杆，所述加力轮与支撑框架之间轴向固定连接且周向转动配合，所述加力杆竖向设置，加力杆底端依次设置有力传感器和加力头，所述曲柄悬臂实验梁包括安装在支撑框架上面的悬臂段和与悬臂段自由端连接的曲柄段，所述曲柄段具有向上弯曲的曲柄，所述加力头位于曲柄段上方，加力方向与曲柄段垂直；所述曲柄悬臂实验梁的截面为矩形，在悬臂段的左侧侧面上，对应加力作用线的截面上黏贴有一组电阻应变片A，该组电阻应变片A由多个电阻应变片组成，所述多个电阻应变片顺着加力作用线方向排列且每个电阻应变片长度方向与悬臂段轴线呈45度方向黏贴；在悬臂段的右侧侧面上，对应加力作用线的截面上黏贴有一组电阻应变片B，该组电阻应变片B由多个电阻应变片组成，所述多个电阻应变片顺着加力作用线方向排列且每个电阻应变片长度方向与悬臂段轴线平行；所述曲柄悬臂实验梁的悬臂段与支撑框架之间周向转动配合，所述悬臂段与支撑框架之间的位置通过定位机构固定；所述悬臂段由前悬臂和后悬臂组成，所述前悬臂与后悬臂之间通过铰接轴铰接，当曲柄段的曲柄端部位于正上方时，所述铰接轴的轴向与加力作用线的方向相互平行。

进一步，所述曲柄段的左侧或右侧侧面上设置有向左侧或右侧延伸出的支撑柱。

进一步，所述支撑框架上位于曲柄段一侧设置有承重梁，所述承重梁与支撑框架之间滑动配合，所述承重梁的端部可滑动到曲柄段的下部侧面下方与下部侧面紧密贴合。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型的一种金属力学综合测试分析实验台，利用带曲柄的曲柄悬臂实验梁，在载荷作用下实验梁上存在一个只有剪切内力而无其他内力存在的截面，利用在该截面上不同高度处沿45度方向黏贴的电阻应变片的测量结果可以计算出剪切应力，由此验证理论教学内容。

2)当旋转曲柄悬臂实验梁90度后，可以做纯弯曲梁正应力分布规律验证实验和金属材料力学性能实验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型一种金属力学综合测试分析实验台的正面结构示意图；

图2为本实用新型一种金属力学综合测试分析实验台的立体结构示意图；

图3为本实用新型一种金属力学综合测试分析实验台的立体结构示意图，图中曲柄段调整到水平设置。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1至3所示，本实施例中的一种金属力学综合测试分析实验台，包括底座1、固定设置在底座上的支撑框架2、加力组件和曲柄悬臂实验梁，所述加力组件包括设置在支撑框架上的加力轮3和与加力轮同轴螺纹连接的加力杆4，所述加力轮3与支撑框架2之间轴向固定连接且周向转动配合，所述加力杆4竖向设置，加力杆4底端依次设置有力传感器5和加力头6，所述曲柄悬臂实验梁包括安装在支撑框架上面的悬臂段7和与悬臂段自由端连接的曲柄段8，所述曲柄段8具有向上弯曲的曲柄，所述加力头位于曲柄段上方，加力方向与曲柄段垂直；所述曲柄悬臂实验梁的截面为矩形，在悬臂段的左侧或右侧侧面上，参照附图1，图1中正面所示即为悬臂段的左侧，对应加力作用线的截面上黏贴有一组电阻应变片A9，该组电阻应变片A9由多个电阻应变片组成，所述多个电阻应变片顺着加力作用线方向排列且每个电阻应变片长度方向与悬臂段轴线呈45度方向黏贴；参照附图1，在悬臂段的右侧侧面上，图1中背面代表右侧侧面，对应加力作用线的截面上黏贴有一组电阻应变片B10，该组电阻应变片B10由多个电阻应变片组成，所述多个电阻应变片顺着加力作用线方向排列且每个电阻应变片长度方向与悬臂段轴线平行；所述曲柄悬臂实验梁的悬臂段与支撑框架之间周向转动配合，所述悬臂段与支撑框架之间的位置通过定位机构固定，所述定位机构可以是定位螺钉，具体地，可在悬臂段与支撑框架连接部位设置定位孔，在所述悬臂段上加工出截面为矩形的柱形头，所述定位螺钉与定位孔螺纹连接，通过定位孔可抵住柱形头侧面，从而来定位悬臂段周向角度；所述悬臂段7由前悬臂7a和后悬臂7b组成，所述前悬臂7a与后悬臂7b之间通过铰接轴铰接，当曲柄段的曲柄端部位于正上方时，所述铰接轴的轴向与加力作用线的方向相互平行。具体使用时，将曲柄悬臂实验梁上的电阻应变片，分别组成半桥测量电路，并通过单片机来采集数据。

作为上述技术方案的进一步改进，所述曲柄段的左侧或右侧侧面上设置有向左侧或右侧延伸出的支撑柱11，支撑柱的高度为曲柄段下部端面至底座的高度。90度调整悬臂段角度后，曲柄段随之旋转90度，使得支撑柱能够支撑在底座上，进而可以进行纯弯曲梁正应力分布规律验证实验。

作为上述技术方案的替换方案，所述支撑框架上位于曲柄段一侧设置有承重梁12，所述承重梁与支撑框架之间滑动配合，所述承重梁的端部可滑动到曲柄段的下部侧面下方与下部侧面紧密贴合。90度调整悬臂段角度后，曲柄段随之旋转90度，使承重梁滑向下部侧面下方且与下部侧面紧密贴合，此时即可以进行纯弯曲梁正应力分布规律验证实验。

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。