[发明专利]一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构

权利要求书

1.一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，包括：标准杆件和节点连接部件，所述标准杆件通过所述节点连接部件连接形成实验结构，能实现所述标准杆件之间或所述标准杆件与支座之间的铰接或刚接连接；其特征在于：还包括：

加固盖板；

所述标准杆件采用变截面标准杆件；

其中，所述变截面标准杆件的端部缩窄使杆端形成变截面，以保证与所述节点连接部件相连时截面刚度的连续性；

所述加固盖板与所述节点连接部件连接，用于提升节点刚度；

所述变截面标准杆件两端沿长度方向由内到外分别设置第一螺栓孔、第二螺栓孔；

所述节点连接部件上设有若干个第三螺栓孔，且所述第三螺栓孔的孔径与所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔相匹配；

所述节点连接部件上设有通孔，所述通孔的方向与所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔的开孔方向相垂直，所述通孔用于连接所述加固盖板；

两片所述节点连接部件夹住所述变截面标准杆件的一端，实现所述变截面标准杆件的端部与所述节点连接部件连接，通过第一连接部件插入所述第三螺栓孔和所述变截面标准杆件的所述第一螺栓孔或所述第二螺栓孔形成能自由转动的连接点，即铰接节点，实现所述变截面标准杆件端部与所述节点连接部件之间的铰接；通过两个带螺纹的第二连接部件分别旋入所述第三螺栓孔和所述变截面标准杆件的所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔形成完全固定的连接方式，即刚接节点，实现所述变截面标准杆件端部与所述节点连接部件之间的刚接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于，所述变截面标准杆件的截面变化处设有弧形结构，以实现铰接时所述变截面标准杆件端部在实验允许的位移范围内能自由转动。

3.根据权利要求1所述一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：所述节点连接部件包括十字型节点连接部件、T字型节点连接部件和一字型节点连接部件；其中，

所述十字型节点连接部件，用于上下左右四个方向上均有与之相连接所述变截面标准杆件的节点连接；

所述T字型节点连接部件，用于互相垂直的两个方向上有与之相连接所述变截面标准杆件的节点连接；

所述一字型节点连接部件，用于在一个方向上有两根与之相连接所述变截面标准杆件的节点连接。

4.根据权利要求3所述一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：所述十字型节点连接部件四个方向的直线边尺寸一致；

每个方向的所述直线边至少设置三个均匀分布的所述第三螺栓孔，用于连接所述变截面标准杆件和/或支座。

5.根据权利要求3所述一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：所述T字型节点连接部件两个方向的水平边和垂直边尺寸一致；

所述水平边、所述垂直边至少设置三个均匀分布的所述第三螺栓孔，用于连接所述变截面标准杆件和/或支座。

6.根据权利要求3所述一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：所述一字型节点连接部件两端分别至少设置三个均匀分布的所述第三螺栓孔，用于连接所述变截面标准杆件和/或支座。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：具有以下一种或多种技术特征，

-所述变截面标准杆件的截面形状为矩形，便于结构力学实验中荷载施加和物理量测量装置的安装和精确工作；

-所述变截面标准杆件上设有刻度，所述刻度作为实验加载过程中测量位点，用于确定加载位置与截面上的应力分布；

-所述测量位点上粘贴应变片，用于测量截面的应力与应变。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：所述加固盖板包括直角方向加固盖板和直线方向加固盖板；所述加固盖板上设有第四螺栓孔，用于连接所述节点连接部件。

9.根据权利要求2-6任一项所述的一种模块化结构力学实验平台拓展式杆系结构，其特征在于：还包括以下一种或多种选择：

-所述变截面标准杆件的长度能按模数设置为不同长度，用于不同的实验模型拼接；

-所述节点连接部件的尺寸能根据所述变截面标准杆件的尺寸变化而定；

-根据所述变截面标准杆件两端不同的连接方式，能确定所述变截面标准杆件的计算长度，用于理论计算；所述变截面标准杆件两端与所述节点连接部件刚接时，所述变截面标准杆件计算长度为L1；所述变截面标准杆件两端与所述节点连接部件铰接时，所述变截面标准杆件计算长度为L2；所述变截面标准杆件的一端与所述节点连接部件刚接时，另一端与所述节点连接部件铰接时，所述变截面标准杆件计算长度为L3,所述变截面标准杆件计算长度L1L3L2。