[发明专利]一种测量压杆轴向压力与位移关系的实验装置及其实验方法

说明书

本发明揭示了一种测量压杆轴向压力与位移关系的实验装置,实验装置设有框架，所述框架的上部和下部均固定有加载部，所述加载部的相向面设有上活动工作台和下活动工作台，所述加载部驱动上活动工作台和下活动工作台相向或反向运动，所述上活动工作台和下活动工作台的相向面固定有用于夹持试验压杆的刚度可调支承约束。本发明的实验装置及其实验方法可以测量具有不同约束条件下轴向受压杆件的临界压力和失稳后力学行为即轴向压力和杆端位移的关系。既可以用于专题科学研究即测量具有不同约束条件下轴向受压杆件轴向压力与杆端位移之间关系，还可以用于材料力学、结构力学相关内容的教学实验，加深学生对压杆失稳相关知识点的理解。

技术领域

本发明涉及试验仪器的技术领域，尤其工程力学方面教学的实验教具以及该教具的使用方法。

背景技术

目前有关轴向受压杆件的失稳试验，主要用于针对材料力学、结构力学等课程的实验教学，主要实验内容是测量两端铰支轴向受压杆件的临界压力，观察压杆失稳现象。但对于压杆失稳后的力学行为的验证、测量不同约束条件时轴向受压杆件轴向压力与杆端位移之间关系等，则很少见，目前缺乏这类型的教学用具，因此需要针对此问题设计其实验装置以及给出其实验方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种测量压杆轴向压力与位移关系的实验装置及其实验方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种测量压杆轴向压力与位移关系的实验装置,实验装置设有框架，所述框架的上部和下部均固定有加载部，所述加载部的相向面设有上活动工作台和下活动工作台，所述加载部驱动上活动工作台和下活动工作台相向或反向运动，所述上活动工作台和下活动工作台的相向面固定有用于夹持试验压杆的刚度可调支承约束。

所述框架设有上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板两侧通过立柱连接，两侧的所述立柱与上固定板、下固定板之间设有加固连杆，所述上固定板和下固定板的相对位置均设有贯通螺纹孔，所述螺纹孔用于固定加载螺杆。

所述加载部设有两条竖直设置的导向杆，活动工作台的两侧设有供导向杆穿过的通孔，所述活动工作台固定在导向杆上并沿着导向杆滑动，所述加载螺杆一端通过转轴固定在活动工作台上，另一端延伸出螺纹孔并固定有加载手轮。

所述上固定板和下固定板上均设有沿着导向杆伸展的支承架，所述导向杆固定在支承架上，所述上活动工作台与上固定板之间设有位移传感器，所述转轴与活动工作台之间设有力传感器，所述位移传感器和力传感器均通过数据线连接至数据显示设备。

所述刚度可调支承约束设有支架结构，所述支架结构上设有用于固定到活动工作台上的连接耳，所述支架结构上设有两个轴承座，所述轴承座固定滚轴的两端，所述轴承座上设有锁紧螺孔，所述锁紧螺孔内安装有用于锁止或松开滚轴的滚轴固定螺钉，所述滚轴上设有试件夹具，所述试件夹具通过箍环安装在滚轴上，所述箍环上也设有锁紧螺孔，该锁紧螺孔内安装有用于锁止或松开试件夹具的试件夹具器固定螺钉，所述试件夹具上设有用于固定试验压杆的试件固定螺钉。

所述滚轴一端伸出轴承座并固接有支承刚度调节杆，所述支承刚度调节杆和滚轴整体呈L形，所述支架结构上设有沿着支承刚度调节杆设置的滑槽，所述滑槽内嵌入有沿滑槽滑动的支承刚度调节块，所述支承刚度调节块上设有限位孔，所述支承刚度调节杆穿过限位孔并与限位孔间隙配合，沿着所述滑槽设有刻度尺。

所述试验压杆呈条状结构、杆状结构或具有初挠度的杆件，所述试验压杆的两端均设有固定孔，所述固定孔与试件固定螺钉配合。

一种测量压杆轴向压力与位移关系的实验方法，实验方法使用测量压杆轴向压力与位移关系的实验装置，包括以下步骤：

步骤1、根据试验压杆的长度调整刚度可调支承约束的间距，再将试验压杆的两端固定到刚度可调支承约束上，

步骤2、根据试验压杆对应的试件约束刚度，调节支承刚度调节块；