跨度可调的弯曲模量实验仪的制作方法

本实用新型涉及弯曲模量实验仪，尤其涉及一种跨度可调的弯曲模量实验仪，属于物理实验仪器技术领域。

背景技术：

杨氏模量测定是一种常见的物理实验，是在试样上施加一恒定的拉伸或压缩应力，测定其弹性变形量，弯曲模量即弯曲应力与弯曲所产生的形变之比，是在试样上施加一恒定的弯曲应力，测定其弹性弯曲挠度，弯曲模量又称挠曲模量，是材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力，一般以l、b、d分别表示试样的支撑跨度、宽度和厚度，砝码质量m为载荷p，通过有关公式算出挠度δ或弯曲模量e，现有的实验仪器大多是在试样的一端或中心点通过下挂砝码的方法来作为载荷p，且用机械式千分表来读取试样的形变数据，少数实验仪器的支撑跨度l不能调节，给实验操作和实验需求带来一定不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在试样上部添加砝码、用光幕千分表来读取试样的形变数据，支撑跨度在一定范围内连续可调的弯曲模量实验仪。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：所述实验仪包括底板1、支杆2、支刀3、垂直支架4、卡口5、锁钮6、滑杆7、托盘8、砝码9、套筒10、横向支架11、加强筋12、螺栓13、衬垫14、锁槽15、压刀16、探头17、光幕千分表18、防滑垫19、燕尾脚20、燕尾槽21、测量钮22、联动齿轮23、置零钮24、联动齿条25、刻度26、指针27、凹槽28和凸肋29。

底板1、垂直支架4、横向支架11和加强筋12构成固定支架部分，滑杆7、压刀16、托盘8和砝码9构成综合压力部分，光幕千分表18为形变测量部分。

底板1的左右两边且在底板1上设有两根垂直支架4，垂直支架4的顶部设有两层横向支架11，横向支架11上设有加强筋12，且上一层横向支架11上的加强筋12朝上，下一层横向支架11上的加强筋12朝下，两层横向支架11之间通过衬垫14隔开且保持两层横向支架11平行，垂直支架4的底部通过螺丝与底板1连接，两层横向支架11通过螺栓13与垂直支架4的顶部连接。

横向支架11中央设有垂直的套筒10，套筒10内穿有垂直的滑杆7，滑杆7顶端设有托盘8，滑杆7腰部设有锁槽15，滑杆7底端设有压刀16，套筒10上的面向观察者的一面设有锁钮6，锁钮6中心设有螺丝且螺丝旋在套筒10上的螺丝孔中，套筒10的内壁上设有三条凹槽28，滑杆7的外壁上设有三条凸肋29，凹槽28和凸肋29的横截面图形均为锐角等腰三角形，且凹槽28的顶角角度大于凸肋29的顶角角度，设置凹槽28和凸肋29可减少滑杆7与套筒10之间的其摩擦力。

底板1上面且在两个垂直支架4之间设有横向的燕尾槽21，燕尾槽21内设有两根可以左右移动的垂直的支杆2，支杆2底端设为燕尾脚20，支杆2顶端设为卡口5，卡口5的左视图为倒置的梯形，即开口较宽，底部较窄，卡口5的底部上面设有支刀3，燕尾槽21的中心设有联动齿轮23，联动齿轮23两边均设有联动齿条25，左边的联动齿条的一端与左边的燕尾脚20连接，右边的联动齿条的一端与右边的燕尾脚20连接，调整燕尾槽21上任何一边的支杆2时，通过联动齿条25和联动齿轮23的传动，另一个支杆2跟着移动，且两根联动齿条25的移动方向相反，即两根支杆2的移动方向相反，压刀16上下移动时其刀尖始终在两个支刀3的对称轴的轴线上，靠近刻度26处的支杆2的外侧设有指针27，刻度26上的数字指示了两个支刀3间的实际尺寸。

底板1的俯视图为长方形，底板1的底部设有四个防滑垫19且分别位于底板1的四角，防滑垫19的材质为橡胶，且其底部经磨砂处理，底板1、垂直支架4、横向支架11、加强筋12、托盘8、燕尾槽21、支杆2及其燕尾脚20的材质为铝合金，套筒10和滑杆7的材质为黄铜，压刀16、支刀3、联动齿轮23和联动齿条25的材质为不锈钢，卡口5顶部的开口尺寸为36毫米，卡口5底部的尺寸即支刀3的长度为31毫米，燕尾槽21的长度为180毫米，两个支刀3的间距是100-150毫米。

由于采用上述技术方案，本实用新型所具有的优点和积极效果是：本实验仪在试样上部添加砝码比下挂式添加砝码更加方便，采用光幕千分表来读取试样的形变数据与试样之间没有机械接触，试样形变数据的读取更加容易，支撑跨度在一定范围内可连续可调，满足部分支撑跨度需调的实验需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，本实用新型有如下5幅附图：

图1是本实验仪的主视图，

图2是本实验仪移除托盘和光幕千分表后的俯视图，

图3是燕尾槽、支杆、联动齿轮和联动齿条的结构图，

图4是套筒和滑杆的俯视图，

图5是本实验仪的工作状况示意图。

附图中所标各数字分别表示如下：

1.底板，2.支杆，3.支刀，4.垂直支架，5.卡口，6.锁钮，7.滑杆，8.托盘，9.砝码，10.套筒，11.横向支架，12.加强筋，13.螺栓，14.衬垫，15.锁槽，16.压刀，17.探头，18.光幕千分表，19.防滑垫，20.燕尾脚，21.燕尾槽，22.测量钮，23.联动齿轮，24.置零钮，25.联动齿条，26.刻度，27.指针，28.凹槽，29.凸肋，30.试样，31.光幕。

具体实施方式

1.根据图1至图4，所述实验仪包括底板1、支杆2、支刀3、垂直支架4、卡口5、锁钮6、滑杆7、托盘8、砝码9、套筒10、横向支架11、加强筋12、螺栓13、衬垫14、锁槽15、压刀16、探头17、光幕千分表18、防滑垫19、燕尾脚20、燕尾槽21、测量钮22、联动齿轮23、置零钮24、联动齿条25、刻度26、指针27、凹槽28和凸肋29。

2.底板1、垂直支架4、横向支架11和加强筋12构成固定支架部分，滑杆7、压刀16、托盘8和砝码9构成综合压力部分，光幕千分表18为形变测量部分。

3.底板1的左右两边且在底板1上设有两根垂直支架4，垂直支架4的顶部设有两层横向支架11，横向支架11上设有加强筋12，且上一层横向支架11上的加强筋12朝上，下一层横向支架11上的加强筋12朝下，两层横向支架11之间通过衬垫14隔开且保持两层横向支架11平行，垂直支架4的底部通过螺丝与底板1连接，两层横向支架11通过螺栓13与垂直支架4的顶部连接。

4.横向支架11中央设有垂直的套筒10，套筒10内穿有垂直的滑杆7，滑杆7顶端设有托盘8，滑杆7腰部设有锁槽15，滑杆7底端设有压刀16，套筒10上的面向观察者的一面设有锁钮6，锁钮6中心设有螺丝且螺丝旋在套筒10上的螺丝孔中，套筒10的内壁上设有三条凹槽28，滑杆7的外壁上设有三条凸肋29，凹槽28和凸肋29的横截面图形均为锐角等腰三角形，且凹槽28的顶角角度大于凸肋29的顶角角度，设置凹槽28和凸肋29可减少滑杆7与套筒10之间的其摩擦力。

5.底板1上面且在两个垂直支架4之间设有横向的燕尾槽21，燕尾槽21内设有两根可以左右移动的垂直的支杆2，支杆2底端设为燕尾脚20，支杆2顶端设为卡口5，卡口5的左视图为倒置的梯形，即开口较宽，底部较窄，卡口5的底部上面设有支刀3，燕尾槽21的中心设有联动齿轮23，联动齿轮23两边均设有联动齿条25，左边的联动齿条的一端与左边的燕尾脚20连接，右边的联动齿条的一端与右边的燕尾脚20连接，调整燕尾槽21上任何一边的支杆2时，通过联动齿条25和联动齿轮23的传动，另一个支杆2跟着移动，且两根联动齿条25的移动方向相反，即两根支杆2的移动方向相反，压刀16上下移动时其刀尖始终在两个支刀3的对称轴的轴线上，靠近刻度26处的支杆2的外侧设有指针27，刻度26上的数字指示了两个支刀3间的实际尺寸。

6.底板1的俯视图为长方形，底板1的底部设有四个防滑垫19且分别位于底板1的四角，防滑垫19的材质为橡胶，且其底部经磨砂处理，底板1、垂直支架4、横向支架11、加强筋12、托盘8、燕尾槽21、支杆2及其燕尾脚20的材质为铝合金，套筒10和滑杆7的材质为黄铜，压刀16、支刀3、联动齿轮23和联动齿条25的材质为不锈钢，卡口5顶部的开口尺寸为36毫米，卡口5底部的尺寸即支刀3的长度为31毫米，本实验仪可以测量的试样30的最大宽度为30毫米，燕尾槽21的长度为180毫米，两个支刀3的间距是100-150毫米，可连续调节，光幕千分表18为商用光幕千分表，可用激光作为光源，也可用led作为光源。

7.根据图5，实验时，用手指托住托盘8下边将滑杆7向上拉起，当锁槽15位于锁钮6上的螺丝后方时，旋紧锁钮6且锁钮6上的螺丝顶在锁槽15中，防止滑杆7和托盘8落下。

8.根据实验需要移动左侧或右侧的支杆2，调整两个支刀3间的距离，通过指针27和刻度26读出两个支刀3的支撑跨度l，试样30是横截面图形为长方形的扁形条材，包括铁、铜、铝、锌、或及其合金，对被测试样30的材质、宽度b和厚度d进行记录，将被测试样30放入卡口5中且紧靠于卡口5的一边，试样30位于两个支刀3上，等试样30没有振动即稳定后，按下置零钮24使光幕千分表18的读数为零。

9.用手指托住托盘8下边，松开锁钮6，让托盘8、滑杆7和压刀16慢慢落下，压刀16压在试样30上面且压刀16自动位于两个支刀3的中心位置，需要增加压力时，可在托盘8中添加砝码9，载荷p为托盘8、滑杆7、压刀16和砝码9的总质量，无砝码9时，托盘8、滑杆7、凸肋29和压刀16的总质量为50克，待试样30弯曲后，按下测量钮22，通过光幕千分表18读出试样30中心点的下降距离h，根据下降距离h和支撑跨度l算出试样30的弯曲程度并进行记录，根据相关公式算出挠度δ和弯曲模量e。

10.通过上述方法测出同一材质在不同支撑跨度l和不同载荷p时的数据，计算同一材质的挠曲或弯曲模量，算出其平均值作为最终实验结果。