[发明专利]一种钢构件轴向受压演示机构自适应装置

说明书

技术领域

本发明涉及教学展示用具，具体设计一种钢构件轴向受压演示机构自适应装置。

背景技术

钢构件是指用钢板、角钢、槽钢、工字钢、焊接或热轧H型钢冷弯或焊接通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的钢结构组合构件。钢构件体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢构件在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。在钢结构受压构件中，一般不同截面的轴心受压构件在轴向荷载下会产生不同形式的变形屈曲，当轴向载荷足够大时容易造成钢构件失稳现象，因而对于受压构件来说，整体稳定是确定构件截面的最重要因素。专业的钢构件轴向压力测试设备体积重量都很大，不能在日常的教学过程中给学生进行方便的演示，以帮助学生直观的感知各种钢构件轴向受压时的弯曲变形和扭动变形。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种钢构件轴向受压演示机构自适应装置。

技术方案如下：一种钢构件轴向受压演示机构自适应装置，其关键在于：包括底座，该底座上设有扭动座，所述扭动座上设有多用测试座；

所述扭动座包括固定座，该固定座安装在所述底座上，所述固定座的顶部设有扭动槽，所述扭动槽内设有旋转件，该旋转件可相对所述固定座自由旋转，所述旋转件上开设有测试座安装槽；

所述多用测试座包括安装座，该安装座的底部设有安装杆，该安装杆插设在所述测试座安装槽内，所述安装座的顶面上开设有条形的第一x向卡槽和条形的第一y向卡槽，所述第一x向卡槽和第一y向卡槽相互交叉连通呈“十”字形。采用上述技术方案在日常教学中，可用木条制作成各种截面的钢构件模拟件，如模拟件的为H型时，在演示过程前，现将模拟件的两端固定在“十”字形卡槽内；当钢构件为T型时，可将模拟件的横臂固定在第一x向卡槽然后将模拟件的纵臂固定在第一y向卡槽内，再对模拟件轴向施加压力，模拟件轴向受压后扭动变形，模拟件两端通过旋转件旋转来适应扭动形变，并将模拟件的扭动变形直观呈现出来，以方便学生观察和认知。

作为优选：上述底座为万向球铰，所述固定座的底部设有带内螺纹的固定套筒，所述万向球铰的球销上部设有外螺纹，所述固定套筒与所述球销螺纹连接。采用此设计模拟件发生比较大的轴向形变时底座也会做出适应性的转动，观察更直观。

上述旋转件为旋转轴承，该旋转轴承的外圈通过卡接件固定卡设在所述扭动槽内，所述旋转轴承的内圈可相对所述固定座自由旋转，该内圈的内部区域形成所述测试座安装槽。采用此设计使用时将模拟件安装在测试座安装槽，当模拟件受到轴向压力产生扭曲形变后轴承的内圈旋转，学生可以直接观察到该扭曲形变。

上述卡接件包括至少一个卡接条，所述卡接条轴向设置在所述外圈的外壁上，所述扭动槽的内壁上对应设置有卡接槽，所述卡接条卡设在对应的卡接槽内。采用此方案直接将卡接条对准对应的卡接槽后将旋转轴承推进扭动槽内即完成安装工作，操作简单、迅捷。

上述内圈上径向螺纹穿设有至少一个顶紧螺丝，所述顶紧螺丝的一端伸入所述测试座安装槽内将所述安装杆径向顶紧。采用此设计通过调节顶紧螺丝的松紧即可完成多用安装座的固定或拆卸，安装简单便于操作。

上述安装座的顶面上开设有至少一个与所述第一x向卡槽相互平行的第二x向卡槽，所有所述第二x向卡槽位于所述第一x向卡槽的同侧，该第二x向卡槽与所述第一y向卡槽相互交叉连通。采用此方案当模拟件为T型时且其纵臂较长时，可将横臂卡设在其中一个第二x向卡槽，纵臂仍然卡设在第一y向卡槽，此设计扩大了安装座对不同型号长度的模拟件的适应范围。

上述安装座的顶面上开设有与所述第二x向卡槽相互平行的第三x向卡槽，该第三x向卡槽与所述第二x向卡槽分别位于所述第一x向卡槽的两侧，该第三x向卡槽与所述第一y向卡槽相互交叉连通。采用此设计当模拟件为H型时，通过选用不同的x向卡槽组合可适应不同型号的模拟件，此设计进一步扩大了安装座的适用范围。

上述安装座的顶面上开设有至少一个与所述第一y向卡槽相互平行的第二y向卡槽，所有所述第二y向卡槽位于所述第一y向卡槽的同侧，所述第二y向卡槽与所述第一x向卡槽相互交叉连通。采用此设计巧妙选用对应的x向卡槽组合和y向卡槽组合可适应不同型号大小“H”字形或“工”字形的模拟件。