[实用新型]新型温度应力试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料力学实验教学的技术领域。

背景技术

温度变化将引起构件的膨胀或收缩，是日常生活以及工程中常见的物理现象。静定结构当温度变化时由于可以自由变形，并不会引起构件的产生内力，但对于超静定结构由于构件变形受到部分或全部约束，温度的变化就要引起内力及应力，即所谓温度应力。

目前关于温度应力的测量特别是不同类型的膨胀节对温度应力的降低作用的专门教学演示试验装置还很少见。难以满足课堂上讲演需要，因此需要设计一种能够演示温度变化所引起的构件膨胀或收缩的实验装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种可以帮助学习材料力学的学生加深理解“温度应力的来源，以及不同类型膨胀节减缓温度应力(内力)的原理”。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：新型温度应力试验装置，底座上固定有两根立柱，待测量空心杆件一端通过可拆卸的方式固定在其中一根立柱上，所述待测量空心杆件内部放置有加热器和热电偶，另一根立柱上设有螺旋传动组件，所述螺旋传动组件包括固定在立柱上的导向套和可旋转的螺母、驱动所述螺母旋转的手轮、置于螺母内的螺杆，所述螺杆一端设有多边形的支撑杆，所述支撑杆穿过所述导向套的多边形孔，所述待测量空心杆件的另一端与支撑杆端部之间夹持有传力构件，所述传力构件与支撑杆端部之间设有压力传感器，两根所述立柱之间设有百分表位移计，所述百分表位移计测量端接触待测量空心杆件侧向伸出的翻边结构测量杆件的轴向变化位移。

所述待测量空心杆件外设有保温层，所述加热器位于待测量空心杆件的一端，所述热电偶位于待测量空心杆件的另一端。

所述待测量空心杆件两端均设有法兰盘，其中一端的法兰盘上设有安装孔，并通过该安装孔将待测量空心杆件固定在立柱上，另一端的法兰盘与百分表位移计的测量端接触。

两根所述立柱顶端通过横梁连接。

所述待测量空心杆件中段设有膨胀节。

所述传力构件为中空管结构且中部设有隔板，所述传力构件一端接触待测量空心杆件端面，所述支撑杆端部伸入到述传力构件另一端内，所述压力传感器安装在隔板上。

两根所述立柱之间设有位移计导轨，所述百分表位移计通过滑套固定在位移计导轨上，所述位移计导轨与滑套之间设有锁止机构。

本实用新型的优点在于可以帮助学生学习材料力学课程，理解以下3条规律(1)说明温度应力的产生原因及温度应力测量；(2)线膨胀系数测量；(2) 采用膨胀节减缓构件温度应力(内力)的原理以及不同结构形式的膨胀节对构件温度应力的降低效果。此外还可以开展线膨胀系数测定(热变形伸长量)，温度应力(内力)的测量。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为温度应力试验装置结构示意图；

图2、3为图1中传力构件结构示意图；

图4为图1中螺旋传动组件结构示意图；

图5、6为图1中待测量空心杆件结构示意图；

图7、8为具有膨胀节的待测量空心杆件结构示意图；

上述图中的标记均为：1、底座，2、立柱，3、横梁，4、螺杆，5、手轮，6、螺母，7、导向套，8、压力传感器，9、传力构件，10、热电偶，11、保温层， 12、加热器，13、位移计导轨，14、百分表位移计，15、待测量空心杆件。

具体实施方式

如图1所示，温度应力试验装置底座1上固定有两根立柱2，立柱2与底座 11之间通过直角连接肋板由螺钉连接，为确保两根立柱2固定的可靠性，两根立柱2顶端通过横梁3连接，横梁3与立柱2之间也通过直角连接肋板由螺钉连接。

待测量空心杆件15为试验器具，可以根据需要更换不同的型号或材质的杆件，待测量空心杆件15的材质需要采用导热效果好的金属，如铝材，为了避免过大的温度应力，在管道中增加伸缩节，可以将待测量空心杆件换为有膨胀节的待测构件，如图7、8所示。

待测量空心杆件15一端通过可拆卸的方式固定在其中一根立柱2上，可拆卸的结构方便更换安装，可以采用卡接，也可以采用如图5、6所示，待测量空心杆件两端均设有法兰盘，其中一端的法兰盘上设有安装孔，并通过该安装孔将待测量空心杆件固定在立柱2上，另一端的法兰盘与百分表位移计14的测量端接触。