利用组合梁研究剪切效应对简支梁挠度影响的教学装置的制作方法

本实用新型涉及一种利用组合梁研究剪切效应对简支梁挠度影响的教学装置，属于教学实验装置技术领域。

背景技术：

目前，对于梁的剪切效应研究大多停留在理论上，导致教学过程较为枯燥，学习和理解不直观。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用组合梁研究剪切效应对简支梁挠度影响的教学装置，填补结构力学中关于剪切效应实验装置研究的空白。

本实用新型的技术方案是：利用组合梁研究剪切效应对简支梁挠度影响的教学装置，组合梁两端设置于支座上，所述组合梁外周均匀套设若干方形框，组合梁侧部画有用于反映切向变形的竖线，所述竖线位于相邻的所述方形框之间，所述组合梁中部上方设有推力加载装置，所述推力加载装置安装于反力梁上，若干位移计均布于组合梁下方。

所述支座通过螺母位置可调节的安装在底座上。

所述组合梁通过两端的轨道设置于支座上。

所述组合梁包括若干层合板，所述层合板上贯通有U型槽，U型销栓通过U型槽可拆卸的贯穿安装在层合板上。

所述反力梁两端连接支柱，所述支柱底部固定在底座上。

所述推力加载装置包括，与反力梁连接的千斤顶，所述千斤顶7输出端连接垫片。

所述千斤顶输出端通过分导梁连接两块垫片，两块所述垫片分别位于分导梁的两端。

所述方形框包括，矩形条a，所述矩形条a两端通过螺栓连接U型框的开口端。

所述U型框的底框上表面通过螺栓固定有矩形条b。

本实用新型的有益效果是：通过本教学装置，清晰的展现了剪切效应对简支梁挠度影响，装置结构简单，实现在不同的组合梁连接模式、不同的加载模式、不同的高跨比下进行实验，方便教学和理解，填补结构力学中关于剪切效应实验装置研究的空白。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为组合梁的拆分示意图；

图3为方形框的拆分示意图。

图中附图标记如下：1、轨道，2、层合板，3、U型槽，4、U型销栓，5、方形框，5.1、底框，5.2、矩形条a，5.3、螺栓，5.4、矩形条b，6、竖线，7、千斤顶，8、分导梁，9、垫片，10、支座，11、组合梁，12、位移计，13、螺母，14、底座，15、反力梁，16、支柱。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型做进一步说明：

利用组合梁研究剪切效应对简支梁挠度影响的教学装置，组合梁11通过两端的轨道1设置于支座10上，支座10通过螺母13位置可调节的安装在底座14上，所述组合梁11包括若干层合板2，所述层合板2上贯通有U型槽3，U型销栓4通过U型槽3可拆卸的贯穿安装在层合板2上，组合梁11外周均匀套设若干方形框5，所述方形框5包括，矩形条a5.2，所述矩形条a5.2两端通过螺栓5.3连接U型框的开口端，所述U型框的底框5.1上表面通过螺栓5.3固定有矩形条b5.4，组合梁11侧部画有用于反映切向变形的竖线6，所述竖线位于相邻的所述方形框5之间，所述组合梁11中部上方设有千斤顶7，所述千斤顶7输出端通过分导梁8连接垫片9，所述推力加载装置安装于反力梁15上，反力梁15两端连接支柱16，所述支柱16底部固定在底座14上，若干位移计12均布于组合梁11下方。

本教学装置可以设置两种组合梁连接模式和两种推力加载模式。同时通过设置多种组合梁高跨比，通过轨道1改变组合梁跨度，以实现组合梁高跨比的改变。

两种组合梁连接模式：

模式a：组合梁11不加预制U型销栓4；

模式b：在预留的U型槽(3)上加预制的U型销栓4。

两种推力加载模式：

加载装置不加分导梁8，对组合梁11三点加载模式；

加载装置添加分导梁8，对组合梁11四点加载模式。

实验时，在不同的组合梁11连接模式、不同的加载模式、不同的高跨比下进行实验。显然，有很多种模式组合，此处选用几种有代表性的模式组合加以说明。

①选用合适的组合梁11高跨比，采用三点加载模式，分别在两种组合梁连接模式下进行实验。记录荷载大小、位移计读数、细竖线形状，绘制组合梁挠曲线。模式a不加销栓，各层合板间可自由滑动，组合梁11产生剪切挠度，主要挠度包括剪切挠度和弯曲挠度；模式b加销栓，各层合板间不能自由滑动，组合梁11不产生剪切挠度，主要挠度为弯曲挠度。通过比较模式a和模式b的组合梁11挠曲线可得出剪切效应对简支梁挠度的影响，竖线6可展示切应变形状。

②选用合适的组合梁11高跨比，采用四点加载模式，分别在两种组合梁连接模式下进行实验。记录荷载大小、位移计读数、竖线6的形状改变，绘制组合梁挠曲线。四点加载模式下，组合梁11会有纯弯段和剪弯段。对于纯弯段，模式a和模式b下挠曲线应相同。对于剪弯段，模式a下组合梁11挠度有剪切挠度和弯曲挠度，模式b下组合梁11挠度只有弯曲挠度。通过比较模式a和模式b的组合梁剪弯段挠曲线可得出剪切效应对简支梁挠度的影响，细竖线可展示切应变形状。

③采用三点加载模式，改变组合梁11的高跨比，分别在两种组合梁11连接模式下进行实验。记录荷载大小、位移计读数、竖线6的形状改变，绘制组合梁挠曲线。通过比较不同高跨比下模式a和模式b的组合梁11挠曲线可得出高跨比对组合梁剪切效应的影响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。