[实用新型]可变换超静定结构装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超静定结构装置，尤其涉及一种可变换超静定结构装置。 

背景技术

在工程结构中未知力的数目多于独立平衡方程数，未知力不能全部由平衡方程求出，这种结构称为超静定结构，力学中把未知力数超过独立平衡方程数目，称为超静定次数，超静定结构在工程中应用很广泛，计算也很复杂，要解决超静定计算，必须建立补充方程，由补充方程和静力平衡方程即可求得全部未知力。目前超静定力学结构的理论计算，本科理工科学生在学完了多学时的材料力学后，只能求解2-3次超静定结构计算，更高次超静定结构计算就很难求解了。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种可变换超静定结构装置，可变换成3-8次超静定力学结构，该装置的未知力无需建立补充方程和平衡方程来求解，而是通过理论分析结构在外载下的危险截面及危险点，在危险点处粘贴单向应变片或应变花，结构加载后利用电测技术实测出每种结构危险截面上的应变值，利用广义虎克定理，计算出该截面上主应力的大小，从而解决了工程检测、验收中理论计算很复杂的难题，该测试装置结构合理、装卸操作简单，测试结果准确，不仅能测出复杂结构任意截面上主应力的大小，而且可测出主应力的方向，可作为高等院校理工科学生工程结构综合性设计性实验项目。 

本实用新型是这样来实现的，它包括上边框、右纵向支撑梁、横向支撑梁b、横向支撑梁c、右边框、下边框、左纵向支撑梁、横向支撑梁a、左边框、内六角螺栓，其特征是由上边框、下边框、左边框、右边框组成一口字形框架为一整体，口字形框架内由上边框和下边框中端用内六角螺栓连接左纵向支撑梁和右纵向支撑梁，在左纵向支撑梁和右纵向支撑梁中端用内六角螺栓连接横向支撑梁a和横向支撑梁b和横向支撑梁c，在右边框上端表面粘贴三个单向应变片；在左边框上端表面粘贴一个直角应变花；在上边框中端下表面粘贴7号单向应变片；在下边框中端上表面粘贴8号单向应变片；在左纵向支撑梁中端表面粘贴了9号单向应变片；在横向支撑梁c中端表面粘贴了10号单向应变片。 

本实用新型的技术效果是：该设计装置采用口字形为基本框架，可变换成3~8次超静定结构，在每种超静定结构危险截面上粘贴单向应变片或应变花，通过三点弯曲加载或中点加压载荷，利用静态电阻应变仪测出各应变片应变数值，将应变数值代入公式计算出各截面上的未知力大小，它适用于在高等院校理工科学生解决高次超静定结构未知力一种简化计算的综合性设计性实验装置，只需转动每个接点上的两个内六角紧固螺钉，可方便地将结构装置组装和卸下，更具有体积小，结构简单测量精度高等优点。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

在图中，1.上边框 2.右纵向支撑梁 3.横向支撑梁b  4.横向支撑梁c  5.右边框 6.下边框 7.左纵向支撑梁 8. 横向支撑梁a  9.左边框 10.内六角螺栓。 

具体实施方式

如图1所示，由上边框（1）、下边框（6）、左边框（9）、右边框（5）组成一口字形框架为一整体，口字形框架内由上边框（1）和下边框（6）中端用内六角螺栓（10）连接左纵向支撑梁（7）和右纵向支撑梁（2），在左纵向支撑梁（7）和右纵向支撑梁（2）中端用内六角螺（10）栓连接横向支撑梁a（8）和横向支撑梁b（3）和横向支撑梁c（4），在右边框（5）上端表面粘贴三个单向应变片（内侧为1号应变片、中心线上为2号应变片、外侧为3号应变片）；在左边框（9）上端表面粘贴一个直角应变花（4号片为0度片、5号片为45度片、6号片为90度片）；在上边框（1）中端下表面粘贴7号单向应变片；在下边框（6）中端上表面粘贴8号单向应变片；在左纵向支撑梁（7）中端表面粘贴了9号单向应变片；在横向支撑梁c（4）中端表面粘贴了10号单向应变片,每个应变片的信号输入静态电阻应变仪，静态电阻应变仪显示各应变片应变数值大小，使用时，本实用新型是这样来实现的，其方法步骤为： 

（1）通过理论分析超静定结构在外载下的危险截面上粘贴单向应变片或直角应变花。

（2）将1~10号片分别接入静态电阻应变仪的10个组电桥。 

（3）三点弯曲加载或中点加压载荷，采用等量加载200N，最大加到1000N，分别记录下每次加载后1~10号片产生的应变值。 

（4）将应变值代入公式计算出危险点未知力大小。 

（5）未知力的理论计算和实测计算公式如下： 

　              　

　

左边框和右边框中端截面轴力产生的压应力：

左边框和右边框中端截面产生的弯矩应力：

外侧 

内侧