[发明专利]结构稳定性的主要影响因素测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构稳定性的主要影响因素测试仪，属于一般的物理测量、测试技术领域。

背景技术

一般地影响结构稳定性的主要因素有结构的重心位置的高低、结构与支撑板接触所形成的支撑面的大小和结构的形状。在相关的教学和研究中，特别是在普通高中通用技术教学中，人们设计出了各种各样的技术试验来验证结构稳定性的主要影响因素，结构稳定性的测试试验是一种典型的对比试验，对比试验通常需采用控制变量法，而目前的各种试验基本上还没做到严格的相同条件下的结果的对比；比如为了验证结构的稳定性与支撑板接触所形成的支撑面的大小的关系时，试验的过程通常是取一个材质相同、上下底面面积不同的结构来试验，先把面积大的底面放在支撑面上，测试其稳定性，再把面积小的底面放在支撑面上，测试其稳定性，对比两次的试验结果，得出结构与支撑面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定，初看这样的试验方法是正确的，但实质上是错的，因为材质相同、上下底面面积不同的结构的上下底面分别放在支撑面上时，结构的重心的高低是不同的，也就是重心这个量在变，这样测出的关于影响结构稳定性因素不仅跟结构的支撑面的大小有关，而且还跟结构的重心高低有关。这个试验正确的试验方法应该是通过一定的办法控制结构重心的位置，使结构无论哪个底面朝下，结构的重心的高低始终是不变的，本发明涉及的相应的被测结构就做到了这一点 。

发明内容

本发明的目的是提供一种科学准确的技术试验方法和装置来演示、测试结构的稳定性与结构的重心位置的高低、结构与支撑板接触所形成的支撑面的大小和结构的形状的关系。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：所述结构稳定性的主要影响因素测试仪，包括被测结构、底座、支撑座、立柱、摆球转角指示盘、摆球和摆线、支撑板转角指示盘。其特征在于所述被测结构包括六种不同类型的结构；所述底座包括下层的底座板和上层的支撑板，底座板和支撑板在宽度方向一侧用合页或销钉连接，两面板可相互转动；所述支撑座固定在底座板长度方向的一侧边缘的中间位置，用来支撑立柱；所述立柱的横截面为方形形状，其中一端有一个90°的弯角，所述立柱的竖直端固定在支撑座上，上端弯角端处在水平位置，用来悬挂和固定摆球转角指示盘，弯角端的某处有一个竖直通孔，用来穿过摆线；所述摆球转角指示盘带有套管，套管的上下底面有螺纹孔，套管套在立柱上，摆线卷筒套在摆线卷筒锁紧螺栓上，与套管上底面的螺纹孔配合，实现松紧摆线卷筒，调整摆线长度，摆球转角指示盘锁紧螺栓与套管下底面的螺纹孔相配合，用来调整和锁定摆球转角指示盘的位置；所述摆球是金属实心球，所述摆球的轴线方向上有一个圆锥状的通孔，可连接摆线；所述摆线一端连着撞击球，另一端穿过立柱的穿线孔与摆线卷筒相连；所述支撑板转角指示盘可插接到底座板的一端侧面上，指针的转轴与合页或销钉的轴心重合，指示盘的零刻度线与支撑板的上表面对齐。

所述被测结构由上下两块底板和连接两底板的圆柱形连杆组成，被测结构的中心在连杆的轴线被结构的上下底面所截而成的线段的中点上，被测结构的重心在连杆的轴线上；被测结构共有六种不同类型。其中结构（一）的上下底板质量不同，上下底面为面积相同的正方形，连杆的轴线与上下底面的中心点相接，重心在结构的连杆的轴线上靠近材质较重的一端，该结构用来演示结构的稳定性与结构的重心位置的高低的关系；结构（二）的上下底板质量相同，上下两底面均为正方形，上底面的面积比下底面小，连杆的轴线与上下底面的中心点相接，结构的重心与其中心重合，该结构用来演示结构的稳定性与支撑板接触所形成的支撑面的大小的关系；结构（三）的上下底板大小、形状和质量相同，上下底面为正方形形状，连杆的轴线与上下底面的中心点相接，结构的重心与其中心重合；结构（四）的上下底板大小、形状和质量相同，上下底面均为正方形形状，结构的重心与其中心重合，连杆的轴线于上下底面的相对应的某边的中垂线相交，两交点相向等距离偏离两底面的中心；结构（五）的上下底板质量、面积相同，上底板的底面为正方形形状，下底板的底面为长方形形状，连杆的轴线与上下底面的中心点相接，结构的重心与其中心重合；结构（六）的上下底板质量、面积相同，上底板的底面为正方形形状，下底板的底面为三角形形状，连杆的轴线与上下底面的中心点相接，结构的重心与其中心重合。结构（三）、结构（四）、结构（五）、结构（六）的所有底板的质量相同，所有底面的面积相等，这些结构形状各不相同，用来演示结构的稳定性与结构的形状的关系。