[发明专利]一种多功能组合式力学测试方法

说明书

技术领域

本发明属于基础力学实验教学领域。

背景技术

实验教学是高等教育的重要组成部分，对培养具有较高综合素质的人才起着其他环节无法替代的作用。实验教学改革的目标就是使得学生能更好的掌握实验研究的基本方法和技能，具有独立开展实验研究的能力，具备向相关领域拓展的基本素质。因此，综合性设计性实验的开发和推广是必然趋势。由学生根据问题的性质综合运用所学知识，自行设计测试方案，拟定测试方案的具体步骤，包括与测试相关的硬件和软件的设计。通过实验研究自然界中不易直接观察到的力学现象，进一步掌握力学概念和力学理论，使得学生可以在实验中学习，在实验中研究。

发明内容

本发明的目的是针对开展综合性设计性研究性基础力学实验的装置提出一种能够通过自主设计、组合实现多种基础力学实验的综合性测试方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种多功能组合式力学测试方法，包括：一个矩形框架式实验台、一套机械式手轮加载装置、一套力传感器及测力仪、一套砝码杠杆加载装置、一组用于改变加载方向的定滑轮、一套可组合各类刚架结构的构件、一套用于连接各构件的连接件、一套模拟典型约束形式的支座、一套可组合成不同桁架结构的杆件、一套可用于单向拉伸实验的拉头及试件,包括以下步骤:

（A）在进行刚架的力学参数测试实验时，学生可根据自身设计的实验方案需要，首先选择结构所需的构件，然后用连接件将构件组合成所需的刚架结构，之后再根据实验约束形式的设计选择支座，将组合好的刚架和支座一起固定到实验台上，最后根据实验设计的加载方案选择加载点，加载方式及载荷大小，一切准备就绪之后即可开始实验；

(B)在进行桁架静力测试实验时，首先学生可根据实验设计需要选择桁架结构所需的杆件，然后用接头将各杆件组合成所需的桁架结构，之后将组合好的桁架结构和桁架支座一起固定到实验台上，最后根据实验设计的加载方案选择加载点和加载方式，一切准备就绪之后即可进行实验；

(C)在进行单向拉伸测试实验时，首先需要将上下拉头和试件连接起来，然后将上拉头连接实验台顶梁上的机械式手轮加载装置，下拉头连接实验台底梁上的底座，其中下拉头部分还包括一个万向节装置，以保证拉伸的对心，之后即可根据实验加载方案进行实验。

有益效果：本测试方法操作简单、灵巧美观、可组合性强，突出综合性、自主性、设计性等特点，比现有的测试方法功能多样，能够促使学生充分发挥自主开发设计实验的能力，能满足当前高校开展研究性实验教学的需求。

（五）附图说明 

图1为刚架形式的总体布置图。

图2为桁架形式的总体布置图。

图3为拉伸形式的总体布置图。

（六）具体实施方式

一种多功能组合式力学测试方法，需要提供的基础性可选择部件包括：一个矩形框架式实验台、一套机械式手轮加载装置、一套力传感器及测力仪、一套砝码杠杆加载装置、一组用于改变加载方向的定滑轮、一套可组合各类刚架结构的构件、一套用于连接各构件的连接件、一套模拟典型约束形式的支座、一套可组合成不同桁架结构的杆件、一套可用于单向拉伸实验的拉头及试件,本发明的测试方法可以有以下几种:

（A）刚架力学参数测试实验 在进行刚架的力学参数测试实验时，学生可根据自身实验设计方案需要，首先选择结构所需的构件，然后用连接件将构件组合成所需的刚架结构，之后再根据实验约束形式的设计选择支座，将组合好的刚架结构和支座一起固定到实验台上，最后根据实验设计的加载方案选择加载点，加载方式及载荷大小，一切准备就绪之后即可开始实验。对于刚架结构本身，可以根据具体实验设计要求，通过选取不同构件和支座组合成不同结构形式、不同约束形式的刚架结构，加载方式亦可根据实验需求选择对称加载或反对称加载、水平加载或垂直加载、单点加载或多点加载等。