专利名称：电测法测试等强度梁弯扭组合梁内应力实验装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种为高等院校材料力学实验教学而研制的实验装置，尤其涉及一种用电测法测试等强度梁弯扭组合梁内应力实验装置。
背景技术：
等强度梁实验和弯扭组合梁实验是国家教委批准颁布的材料力学课程实验教学大纲规定的必做实验之一，并且要求每个实验的人数为1-2人一组实施，目前开展这些实验所用设备组件都离不开力传感器、测力显示仪器，力传感器和测力显示仪器是设备的核心关键部分，费用成本很高，为此需要为材料力学实验研制出一种不通过力传感器加载，不用测力显示仪器，操作简便，一机多用，成本低的实验装置。
发明内容
本发明专利的目的在于提供了一种不通过力传感器加载，不用测力显示仪器，用电测法测试等强度梁和弯扭组合梁内应力实验装置，该实验装置克服现有实验设备通过力传感器加载，测力显示仪 器显示力值，一机不能多用的缺陷，采用通用底座通过换装二种梁，可完成材料力学实验教学大纲的多个实验内容，载荷大小直接用砝码加载，测试梁表面粘贴电阻应变片或电阻应变花，电阻应变片或电阻应变花的信号输入静态电阻应变仪，梁受力后静态电阻应变仪测出应变值，把应变值代入实测计算公式算出梁截面上应力大小，再与理论值比较，具有操作简单，加载准确，成本低等优点。本发明是这样来实现的，它包括通用底座、立柱、梁安装位置、螺纹孔、等强度梁、弯扭组合梁、定位块、安装孔、电阻应变片、加载杆、砝码座、弯扭组合梁、电阻应变花、加载臂、静态电阻应变仪，其特征是通用底座左端中间垂直固定连接立柱，立柱上端是梁安装位置，梁安装位置平面上设有四个螺纹孔用于安装等强度梁(变截面梁)和弯扭组合梁(薄壁圆管截面)；等强度梁左端固定连接定位块，定位块上设有四个安装孔，等强度梁中端位置上下表面粘贴了四枚电阻应变片，等强度梁右端垂直连接活动加载杆，加载杆的下端连接砝码座；弯扭组合梁左端固定连接定位块，定位块上设有四个安装孔，弯扭组合梁左端与轴线互相垂直的四个方向的圆周表面上粘贴了四枚电阻应变花，弯扭组合梁右端垂直固定连接加载臂，加载臂的另一端垂直连接活动加载杆，加载杆的下端连接砝码座。等强度梁上电阻应变片和弯扭组合梁上电阻应变花的信号输入静态电阻应变仪，梁受力后静态电阻应变仪显示不同梁上应变值的大小。本发明的技术效果是:该实验装置不通过力传感器加载，不用测力显示仪器，在测试梁上粘贴电阻应变片或电阻应变花，用电测法测试出等强度梁和弯扭组合梁截面上应力大小，再与理论值比较。该实验装置克服现有实验设备一机不能多用的缺陷，采用通用底座通过换装二种梁，可完成材料力学实验教学大纲的多个实验内容，载荷大小直接用砝码加载，最大加载负荷500N，更具有体积小、结构简单，加载准确，易于拆卸，成本低等优点。
图1为本发明的结构示意图。在图中，1.电阻应变花2.弯扭组合梁3.加载臂4.电阻应变片5.等强度梁
6.加载杆7.砝码座8.立柱9.通用底座10.调平螺杆11.螺纹孔12.梁安装位置13.安装孔14.定位块。
具体实施例方式如图1所示，通用底座(9)左端中间垂直固定连接立柱(8)，立柱(8)上端是梁安装位置(12)，梁安装位置(12)平面上设有四个螺纹孔(11)用于安装等强度梁(5)和弯扭组合梁(2);等强度梁(5)左端固定连接定位块(14)，定位块(14)上设有四个安装孔(13)，等强度梁(5)中端位置上下表面粘贴了四枚电阻应变片(4)，等强度梁(5)右端垂直连接活动加载杆(6),加载杆(6)的下端连接破码座(7);弯扭组合梁(2)左端固定连接定位块(14),定位块(14)上设有四个安装孔(13)，弯扭组合梁(2)左端与轴线互相垂直的四个方向的圆周表面上粘贴了四枚直角电阻应变花(1)，弯扭组合梁(2)右端垂直固定连接加载臂(3)，加载臂(3)的另一端垂直连接活动加载杆(6)，加载杆(6)的下端连接砝码座(7)，通用底座(9)下端连有四个调平螺杆(10)，调平螺杆(10)将通用底座(9)调至水平位置，使用时，将等强度梁(5)左端定位块(14)用四个六角螺栓安装固定在梁安装位置(12)上，将电阻应变片(4)按不同桥路接入静态电阻应变仪，在砝码座(7)上加上标准砝码，每次加100N，最大加到500N，等强度梁(5)受力变形后就有应力，等强度梁(5)上电阻应变片(4)就有应变产生，应变值大小在静态电阻应变仪显示出来，将应变值代入计算公式，得到等强度梁
(5)上变截面处内应力实测值。 将弯扭组合梁(2)左端定位块用四个六角螺栓安装固定在梁安装位置(12)上，将四组电阻应变花(I)按四分之一桥路分别接入静态电阻应变仪，在砝码座(7)上加上标准砝码，每次加100N，最大加到500N，弯扭组合梁(2)受力变形后就有应力，弯扭组合梁(2)上电阻应变花(I)就有应变产生，应变值大小在静态电阻应变仪显示出来，将应变值代入计算公式，得到弯扭组合梁(2)上四个点主应力大小和方向实测值。将弯扭组合梁(2)左端定位块用四个六角螺栓安装固定在梁安装位置(12)上，用上下两测点
的A5片组成半桥，用左右两测点
的5和Ac片组成全桥，用左右两测点的Ae和4片组成全桥，分别接入静态电阻应变仪，在砝码座(7)上加上标准砝码，每次加100N，最大加到500N，弯扭组合梁(2)受力变形后横截面上就有内力素，弯扭组合梁(2)上就有应变产生，应变值大小在静态电阻应变仪显示出来，将应变值代入计算公式，得到弯扭组合梁(2)粘贴电阻应变花(I)处横截面上弯矩、扭矩、剪力实测值。本发明的工作原理是:本发明的一种不通过力传感器加载，不用测力显示仪器，用电测法测试等强度梁(变截面梁)上应力分布和弯扭组合梁上主应力大小、方向、内力素测定。所谓电测法是用电阻应变片作为传感元件，将被测构件表面指定点的应变转换成电阻变化，再通过电阻应变仪将此电阻变化转换成电压(或电流)的变化并加以放大，然后以应变的标度给出指示，将得到的应变代入实测计算公式，就可得到等强度梁和弯扭组合梁上内应力实测值，用实测值跟理论值相比较，验证实测值的误差。
当等强度梁上定位块用螺栓安装固定在梁安装位置后，等强度梁上的应变片接入静态电阻应变仪(按要求接成四分之一桥、半桥、全桥)，在砝码座上放上标准砝码后，等强度梁上电阻应变片的应变在静态电阻应变仪显示出来，可做等强度梁变截面上的应力测试实验并证实此梁是等强度梁；电阻应变片灵敏系数K值的标定实验；根据电桥原理，电桥三种桥路(四分之一桥、半桥、全桥)的组桥练习实验。理论计算等强度梁上应力公式:
权利要求
1.一种电测法测试等强度梁弯扭组合梁内应力实验装置，它包括通用底座、立柱、梁安装位置、螺纹孔、等强度梁、弯扭组合梁、定位块、安装孔、电阻应变片、加载杆、砝码座、弯扭组合梁、电阻应变花、加载臂、静态电阻应变仪，其特征是通用底座左端中间垂直固定连接立柱，立柱上端是梁安装位置，梁安装位置平面上设有四个螺纹孔用于安装等强度梁和弯扭组合梁；等强度梁左端固定连接定位块，定位块上设有四个安装孔，等强度梁中端位置上下表面粘贴了四枚电阻应变片，等强度梁右端垂直连接活动加载杆，加载杆的下端连接砝码座；弯扭组合梁左端固定连接定位块，定位块上设有四个安装孔，弯扭组合梁左端与轴线互相垂直的四个方向的圆周表面上粘贴了四枚电阻应变花，弯扭组合梁右端垂直固定连接加载臂，加载臂的另一端垂直连接活动加载杆，加载杆的下端连接砝码座，等强度梁上电阻应变片和弯扭组合梁上电阻应变花的信号输入静态电阻应变仪，梁受力后静态电阻应变仪显示不同梁上应 变值的大小。
全文摘要
一种电测法测试等强度梁弯扭组合梁内应力实验装置，通用底座左端中间垂直固定连接立柱，立柱上端是梁安装位置，梁安装位置平面上设有四个螺纹孔用于安装等强度梁和弯扭组合梁；等强度梁左端固定连接定位块。本发明的技术效果是可完成材料力学实验教学大纲的多个实验内容，载荷大小直接用砝码加载，最大加载负荷500N，更具有体积小、结构简单，加载准确，易于拆卸，成本低等优点。
文档编号G01L1/22GK103247209SQ20131014159
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者刘荣庆 申请人:南昌航空大学