【材料力學綜合實驗裝置】

　　功能、作用介紹：

　　材料力學綜合實驗裝置功能介紹

　　一、概述

　　材料力學實驗裝置可進行多種加載方式下的梁的彎曲應力實驗、復合應力實驗、薄壁桿實驗、疊梁實驗和位移互等定理等實驗。此實驗裝置的最大特點是一方面加載裝置可在水平面內(nèi)任意移動，能夠?qū)崿F(xiàn)在任意位置的加載，另一方面將多個實驗內(nèi)容集中放置，共用一套加載裝置，節(jié)省了成本。該實驗裝置是一種基礎(chǔ)型、綜合型和研究型為一體教學實驗。

　　材料力學實驗裝置由梁、折桿、開口薄壁、懸臂梁和疊梁構(gòu)成。所有構(gòu)件布置在同一平面上。構(gòu)件的上部有一可垂直向下加力的裝置，內(nèi)有一力傳感器以測量加載的大小。此加力裝置可在水平面內(nèi)移動對任一構(gòu)件上表面的任何部位施加壓力。配置兩個電渦流式位移傳感器，用于測量折桿和開口薄壁桿的位移。力和位移信號輸入到力-位移測試儀。梁、折桿、和疊梁貼有電阻應變片，應變信號輸入到程控靜態(tài)應變儀。

　　由于加載裝置可以任意移動，加載位置可自行選定，這就給學生提供了自行設計實驗和研究問題的空間，有助于啟發(fā)學生思維，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

　　二、實驗裝置組件

　　材料力學綜合實驗裝置

　　程控靜態(tài)應變儀

　　電渦流式位移傳感器

　　力-位移測試儀

　　三、技術(shù)參數(shù)

　　外形尺寸：長600 mm，寬560 mm，高680mm;加載行程：70mm

　　載荷量程：2000 N;測量誤差：?1% FS

　　位移量程：4 mm (電渦流式位移傳感器2支);測量誤差：?1% FS，分辨率：1?m

　　注：程控靜態(tài)應變儀與電渦流式位移傳感器均為采購產(chǎn)品。

　　四、實驗功能

　　(1)梁的三點彎曲試驗(橫力彎曲)

　　(2)梁的四點彎曲試驗

　　(3)圣維南區(qū)應力分布

　　(4)應力集中測試

　　(5)梁的變形實驗

　　(6)主應力實驗

　　(7)剪力測試

　　(8)位移和功的互等實驗

　　(9)切應力測試

　　(10)應變片接橋方法練習。

　　(11)疊梁彎曲應力分析

　　(12)單梁應力分析

　　(13)彈性模量和泊松比的電測法測試

　　(14)等強度梁應力分析(可選)

　　(15)開口薄壁桿件的彎曲中心測試

　　(16)學生自主實驗

　　2.實驗功能描述

　　(1)梁的彎曲應力實驗

　　梁的中央部位被加工成T型截面，兩端為矩型截面，T型截面部位貼有兩列電阻應變片。梁為合金鋁材料。梁的彎曲實驗內(nèi)容：三點彎曲試驗、四點彎曲試驗、圣維南區(qū)應力分布、應力集中測試和梁的變形試驗等。

　　(2)折桿組合實驗

　　折桿結(jié)構(gòu)由鋁合金薄壁圓筒和鋁合金矩形截面的伸臂構(gòu)成。圓筒一端固定，通過旋轉(zhuǎn)加力手柄可在伸臂上施加集中載荷(比如，載荷作用在伸臂外端)，圓筒在此載荷作用下發(fā)生扭彎組合變形，外伸臂發(fā)生彎曲變形。載荷作用點距圓筒形心距離為b，圓筒上貼有45°應變花。折桿組合實驗內(nèi)容：主應力實驗、剪力測試、位移和功的互等實驗、中性軸上切應力測量實驗、應變片接橋方法練習等。

　　(3)疊梁應力實驗

　　疊梁由兩個尺寸、材料完全相同的矩形截面梁構(gòu)成。兩梁重疊放置，一端固定，一端自由。在距自由端3mm處有銷釘孔，插入銷釘時，兩梁連接為一體。在圖示部位貼有電阻應變片用于測量彎曲應力，當外力施加于梁使之發(fā)生彎曲變形時，若無銷釘近似于兩個單獨的梁，若有銷釘趨向于整體梁的作用。測量梁的應力分布，可以反映有無銷釘時應力分布的特點。疊梁材料為鋼材。疊梁應力實驗內(nèi)容：疊梁彎曲應力分析、單梁應力分析、彈性模量和泊松比的電測法測試、等強度梁應力分析(可選)等。

　　(4)彎曲中心實驗

　　槽形截面的薄壁桿，一端固定，一端自由。在自由端焊接一與此桿軸線垂直且位于水平面內(nèi)的橫桿。橫桿兩端下方各安裝有一只電渦流式位移傳感器(注：整個裝置只有兩個電渦流式位移傳感器，互等原理實驗與此實驗共用，使用時根據(jù)實驗的內(nèi)容拆卸和重新安裝)。桿件材料鋼材。彎曲中心實驗內(nèi)容，開口薄壁桿件的彎曲中心測試等。

　　(5)材料力學綜合實驗裝置的基本特點是：

　　加力裝置可在水平面內(nèi)移動對任一構(gòu)件上表面的任何部位施加載荷，這使得學生可以充分發(fā)揮其想象力與創(chuàng)造力，在正常操作的前提下任意組合實驗內(nèi)容或是進行各種新的嘗試。

　　作品名稱：材料力學綜合實驗裝置

　　完成單位：天津大學機械工程學院力學工程實驗中心