本發(fā)明涉及力學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，具體是一種多約束條件桿件彎曲試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

彎曲強(qiáng)度是指材料在彎曲負(fù)荷作用下破裂或達(dá)到規(guī)定彎矩時(shí)能承受的最大應(yīng)力，此應(yīng)力為彎曲時(shí)的最大正應(yīng)力，它反映了材料抗彎曲的能力，用來衡量材料的彎曲性能。對(duì)平面彎曲桿件來說，按照其約束條件及基本分為三類，如圖1所示，分別為簡支梁（兩端鉸支）、外伸梁（一端鉸支，一端自由）以及懸臂梁（一端固定、一端自由），這三種形式的簡化結(jié)構(gòu)也是生產(chǎn)生活中最為常見的三種形式，在桿件彎曲強(qiáng)度教學(xué)中，也基本以這三種形式的簡化結(jié)構(gòu)展開教學(xué)。

彎曲強(qiáng)度是材料力學(xué)中十分重要的章節(jié)，也是學(xué)習(xí)難度較大的章節(jié)，一方面由于彎曲強(qiáng)度較抽象，計(jì)算復(fù)雜，另一方面彎曲試驗(yàn)主要應(yīng)用在工業(yè)上，缺少教學(xué)相關(guān)設(shè)備，且工業(yè)用彎曲試驗(yàn)機(jī)存在不能調(diào)整試樣簡化結(jié)構(gòu)的弊端，因此也無法直接用于教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生理解不夠透徹，教學(xué)效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多約束條件桿件彎曲試驗(yàn)機(jī)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種多約束條件桿件彎曲試驗(yàn)機(jī)，包括：底座、鉸支座以及載荷施加機(jī)構(gòu)，所述鉸支座包括動(dòng)鉸和定較，所述定鉸固定焊接在底座上，定鉸的轉(zhuǎn)銷上焊接連接桿件和固定座，固定座和定鉸上均設(shè)置相同的插銷孔；所述載荷施加機(jī)構(gòu)包括橫梁、滑座、液壓缸以及壓桿，所述橫梁連接在兩根立柱之間，立柱固定在底座兩側(cè)，所述滑座設(shè)置在橫梁上，所述液壓缸垂直安裝在滑座上，所述壓桿固定焊接在液壓缸的活塞桿底端；兩根立柱底部之間固定連接標(biāo)尺桿，所述動(dòng)鉸固定在滑塊上，所述滑塊上設(shè)置由標(biāo)尺桿穿過的通孔，動(dòng)鉸位于桿件下方并與定較處于同一高度，標(biāo)尺桿上還設(shè)置刻度線，且刻度線的零刻度點(diǎn)與桿件的右端垂直對(duì)齊。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述壓桿外圓周上車外螺紋，壓桿上安裝均布板，所述均布板和壓桿底部均設(shè)置與桿件直徑相當(dāng)?shù)陌雸A形凹槽。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述橫梁上也設(shè)置刻度線，且該刻度線的兩端起始點(diǎn)分別與桿件的兩端垂直對(duì)齊。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述滑座上設(shè)置螺栓。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述滑塊的中部設(shè)置透明觀察窗。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：壓桿上設(shè)置壓力傳感器，所述壓力傳感器輸出端與計(jì)算機(jī)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種用于彎曲力學(xué)教學(xué)的試驗(yàn)設(shè)備，可輕松的使試樣桿件在三種約束條件下切換，獲得多組試驗(yàn)素材，提高教學(xué)質(zhì)量，有助于學(xué)生理解。

附圖說明

圖1為平面桿件的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中定鉸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中壓桿與均布板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～4，本發(fā)明實(shí)施例中，一種多約束條件桿件彎曲試驗(yàn)機(jī)，包括：底座1、鉸支座以及載荷施加機(jī)構(gòu)，所述鉸支座包括動(dòng)鉸71和定較72，所述定鉸72固定焊接在底座1上，定鉸72的轉(zhuǎn)銷13上焊接連接桿件3和固定座14，固定座14可隨著轉(zhuǎn)銷13一起轉(zhuǎn)動(dòng)，固定座14和定鉸72上均設(shè)置相同的插銷孔15，在插銷孔15內(nèi)插入插銷，可將轉(zhuǎn)銷13固定住，限制其轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，從而使桿件3左端固定；所述載荷施加機(jī)構(gòu)包括橫梁11、滑座10、液壓缸9以及壓桿5，所述橫梁11連接在兩根立柱12之間，立柱12固定在底座1兩側(cè)，所述滑座10設(shè)置在橫梁11上，可在橫梁11上滑動(dòng)，所述液壓缸9垂直安裝在滑座10上，所述壓桿5固定焊接在液壓缸9的活塞桿底端；兩根立柱12底部之間固定連接標(biāo)尺桿2，所述動(dòng)鉸71固定在滑塊6上，所述滑塊6上設(shè)置由標(biāo)尺桿2穿過的通孔，滑塊6可帶動(dòng)動(dòng)鉸71沿標(biāo)尺桿2水平移動(dòng)，動(dòng)鉸71位于桿件3下方并與定較72處于同一高度，使動(dòng)鉸71能夠?qū)U件3進(jìn)行支撐并使桿件3保持水平，標(biāo)尺桿2上還設(shè)置刻度線，且刻度線的零刻度點(diǎn)與桿件3的右端垂直對(duì)齊。

所述壓桿5外圓周上車外螺紋，壓桿5上安裝均布板4，所述均布板4和壓桿5底部均設(shè)置與桿件3直徑相當(dāng)?shù)陌雸A形凹槽51，均布板4可從壓桿5上拆下，這樣壓桿5下壓時(shí)與桿件3之間為點(diǎn)接觸，即施加點(diǎn)載荷，而均布板4與桿件3接觸時(shí)，由于均布板4具有一定長度，均布板4與桿件3間接觸可看做面接觸，即均布載荷。

所述橫梁11上也設(shè)置刻度線，且該刻度線的兩端起始點(diǎn)分別與桿件3的兩端垂直對(duì)齊。

所述滑座10上設(shè)置螺栓8，擰緊螺栓8可將滑座10固定在橫梁11上任意位置。

所述滑塊6的中部設(shè)置透明觀察窗61，方便讀取標(biāo)尺桿2上刻度。

壓桿5上設(shè)置壓力傳感器（圖中未畫出），所述壓力傳感器輸出端與計(jì)算機(jī)連接，可顯示壓桿5施加的載荷力。

本發(fā)明的工作原理是：

1、定鉸72中未插入插銷孔，且動(dòng)鉸71移動(dòng)至桿件3右端位置，此時(shí)桿件3可看做兩端鉸支的簡支梁，隨后啟動(dòng)液壓缸9，對(duì)桿件3施加載荷，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)（包括施加的壓力、施力點(diǎn)的位置等），移動(dòng)液壓缸9在橫梁11上的位置，可獲得不同施力點(diǎn)的試驗(yàn)情況；

2、定鉸72中未插入插銷孔，且動(dòng)鉸71移動(dòng)至桿件3間的某一位置，此時(shí)桿件3簡化為外伸梁，并記錄桿件3外伸段的長度，其與操作均與情形1相同；

3、定鉸72的插銷孔15內(nèi)插入插銷，使桿件3左端固定，而動(dòng)鉸71移動(dòng)至桿件3右端點(diǎn)之外，此時(shí)桿件3可簡化為懸臂梁，其與操作均與情形1相同。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。