[实用新型]一种多功能刚架实验模型

摘要

本实用新型提供一种多功能刚架实验模型，该多功能刚架实验模型包括刚架结构、刚架结构的约束支撑、加载装置、支撑及约束装置和测量设备。刚架结构由不同组合方式的杆件和结点连接而成；加载装置实现对刚架结构的加载；支承及约束装置包括刚架结构的约束支承和反力框架，刚架结构的约束支撑包括固定铰支座、可动铰支座和可施加转角的固定支座；测量设备包括力传感器、应变片、转角传感器、百分表。该实验模型集结构力学实验模型、加载装置和测量装置于一体，根据实验内容需要可组装出不同的实验模型，用于进行不同的结构力学刚架实验，以验证结构力学相关理论。

主权项

一种多功能刚架实验模型，其特征在于，所述的多功能刚架实验模型包括刚架结构、刚架结构的约束支承、支撑及约束装置、加载装置和测量设备；所述的刚架结构由杆件和结点连接而成，不同数量、不同形式的杆件和结点组装成不同形式的刚架结构；所述的刚架结构分为两类，分别用于I类基本结构和II类基本结构；所述的杆件分为柱式杆件和梁式杆件；所述的柱式杆件包括固接柱式杆件(3d)和铰接柱式杆件(3a、3b、3c)；所述的结点分为L型刚结点、铰结点、组合结点和一字型刚结点；所述的用于I类基本结构的刚架结构具体为：所述的梁式杆件(4a、4b)的圆形接头一端通过铰结点的一对扇形铰结点片(6a)连接，另一端分别通过L型刚结点夹具(5a、5b)安装在铰接柱式杆件(3a、3b)上；梁式杆件(4a、4b)、扇形铰结点片(6a)和L型刚结点夹具(5a、5b)组成的整体能够沿铰接柱式杆件(3a、3b)的轴线方向上下调整高度，用于形成不同高度的刚架结构；梁式杆件(4c)一端通过组合结点的扇形铰结点片(6b)与铰接柱式杆件(3b)铰接连接，另一端通过L型刚结点夹具(5c)固接在铰接柱式杆件(3c)上；所述的用于II类基本结构的刚架结构具体为：所述的梁式杆件(4d)的一端通过L型刚结点夹具(5d)安装在铰接柱式杆件(3d)上，另一端安装在牛腿(22)的活动铰支座上，安装时梁式杆件(4d)和L型刚结点夹具(5d)组成的整体通过牛腿(22)的移动，沿固接柱式杆件(3d)的轴线方向上下调整高度，用于形成不同高度的刚架结构；所述的固接柱式杆件(3d)根据需要与方形垫块(18a、18b)、铰支座水平导轨(19)或者转动支座(20)连接；所述的铰接柱式杆件(3a、3b、3c)钻有通孔的一端与铰支座盘(17a、17b、17c)连接，铰支座盘(17a、17b、17c)根据需要与方形垫块(18a、18b)或铰支座水平导轨(19)连接；所述的梁式杆件(4a)与梁式杆件(4b)根据需要通过一对扇形铰结点片(6a)或刚结点片(6c)相连；所述的刚架结构的约束支承包括固定铰支座、活动铰支座和能够施加转角的固定支座；所述的固定铰支座和活动铰支座用于I类基本结构，所述的活动铰支座和能够施加转角的固定支座用于II类基本结构；所述的固定铰支座为：铰接柱式杆件(3a、3b)的一侧与铰支座盘(17a、17b)相连，铰支座盘(17a、17b)与方形垫块(18a、18b)连接，方形垫块(18a、18b)与小车平台(21b、21c)相连，形成固定铰支座，所述的小车平台(21b、21c)安装在反力架(1)的下横梁上；所述的活动铰支座为：所述的铰接柱式杆件(3c)或梁式杆件(4d)与铰支座盘(17c)相连，铰支座盘(17c)与铰支座水平导轨(19)相连，铰支座水平导轨(19)与小车平台(21d)或牛腿(22)相连，形成活动铰支座；所述的小车平台(21d)安装在反力架(1)的下横梁上，所述的牛腿(22)通过小车平台(21h)安装在反力架(1)的一侧立柱上；所述的能够施加转角的固定支座为：所述的固接柱式杆件(3d)与转动支座(20)相连，转动支座(20)与矩形垫板(16)相连，矩形垫板(16)与小车平台(21f)相连，小车平台(21f)安装在反力架(1)的下横梁上，形成能够施加转角的固定支座；所述的转动支座(20)在平行于刚架结构的平面上施加转角；所述的加载装置包括蜗轮蜗杆加载装置、电动伺服加载装置或转角施加装置；所述的蜗轮蜗杆加载装置和电动伺服加载装置功能相同，能够替换使用，用于I类、II类基本结构；所述的转角施加装置用于II类基本结构；所述的支承及约束装置包括反力框架和刚架结构的约束支承；所述的反力框架中的反力架(1)由内置导轨的上下两个横梁和内置导轨的左右两个立柱组成，每个横梁和立柱上能够固定小车平台及牛腿(22)；所述的测量设备包括力传感器(8a、8b)、应变片、转角传感器(28)和百分表(32a、32b、32c)；所述的力传感器(8a、8b)用于测得蜗轮蜗杆升降机(7)或电动缸(12)对刚架结构所施加的荷载值；应变片粘贴在杆件两侧不同位置；转角传感器(28)测得转角施加装置施加在支座处的转角；百分表(32a、32b、32c)测得刚架结构某点的水平或竖向位移；所述的测量设备均通过数据采集分析系统与计算机连接，通过计算机对各项数据进行实时监测。