1.用于結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)裝置,其特征在于:教學(xué)裝置包括門形剛架和底座,所述門形剛架包括A側(cè)板、B頂梁和C側(cè)板,所述B頂梁上上粘貼有B應(yīng)變片;
所述C側(cè)板包括與B頂梁固接的上插件、以及與上插件配合相互套接的下插套,所述底座上固定轉(zhuǎn)軸,所述下插套的底端兩側(cè)固定接有鏈桿,所述鏈桿均固定在轉(zhuǎn)軸上,所述鏈桿旁的底座上設(shè)有擋板,所述擋板和鏈桿上設(shè)有相配合的銷孔,當(dāng)所述擋板和鏈桿的銷孔內(nèi)插入第二銷釘時,所述轉(zhuǎn)軸被鎖止,所述上插件頂端設(shè)有第一手輪,由所述第一手輪驅(qū)動的具有螺紋段的頂桿貫穿上插件并支撐在所述下插套上,所述C側(cè)板上粘貼有C應(yīng)變片;
所述底座的滑槽內(nèi)放置有移動平臺,所述A側(cè)板放置在移動平臺上方,所述A側(cè)板兩側(cè)的移動平臺上設(shè)有軸承座,所述A側(cè)板底端的兩側(cè)分別延伸出的支撐軸固定在軸座內(nèi),所述支撐軸的軸線方向與移動平臺和底座相對滑動的方向相同,其一個所述支撐軸上設(shè)有銷孔并通插入的第一銷釘鎖止在移動平臺的銷孔內(nèi),另一個所述支撐軸通過聯(lián)軸器連接傳動軸,所述傳動軸由固定在移動平臺上的蝸輪蝸桿組件驅(qū)動旋轉(zhuǎn),所述蝸輪蝸桿組件由第三手輪驅(qū)動,所述底座的滑槽上設(shè)有鎖孔,所述鎖孔內(nèi)設(shè)有通過擠壓鎖止移動平臺的鎖桿,所述鎖桿上設(shè)有螺紋段并由第二手輪驅(qū)動伸縮,所述底座上固定有手輪支架,所述手輪支架上設(shè)有由第四手輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的齒輪,所述齒輪與A側(cè)板上的齒條嚙合,所述齒條與支撐軸的軸線方向平行,所述A側(cè)板上粘貼有A應(yīng)變片;所述A應(yīng)變片、B應(yīng)變片和C應(yīng)變片輸出信號至應(yīng)變儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)裝置,其特征在于:所述A側(cè)板和C側(cè)板的高度均為d,所述A應(yīng)變片粘貼在距離底座d/4高度位置的A側(cè)板上,所述C應(yīng)變片粘貼在距離底座d/4高度位置的C側(cè)板上,所述B頂梁長度為L,所述B應(yīng)變片粘貼在距離A側(cè)板L/4位置的B頂梁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)裝置,其特征在于:所述C應(yīng)變片粘貼在C側(cè)板下插套上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)裝置,其特征在于:所述d/L=1/2。
5.基于權(quán)利要求1-4所述用于結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)裝置的使用方法,其特征在于,包括靜定結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn):
拔出第一銷釘和第二銷釘,將三個應(yīng)變片以三組雙臂半橋接法連接,將電阻應(yīng)變儀置設(shè)置為0;
1)旋轉(zhuǎn)第三手輪,通過蝸輪蝸桿傳動,旋轉(zhuǎn)力由聯(lián)軸器傳遞到剛架的支撐軸上,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值;
2)松開第三手輪并第四手輪,移動活動平臺,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值;
3)旋轉(zhuǎn)第一手輪,使得剛架C側(cè)板的構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的使用方法,其特征在于,還包括超靜定結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn):
插上第一銷釘和第二銷釘,實(shí)驗(yàn)裝置中的剛架變成超靜定剛架;
1)旋轉(zhuǎn)第一手輪,使得剛架C側(cè)板的構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值;
2)旋轉(zhuǎn)第一手輪,消除剛架C側(cè)板構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移并將應(yīng)變儀置0,旋轉(zhuǎn)手第四手輪,移動活動平臺,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值;
3)旋轉(zhuǎn)第一手輪,消除剛架C側(cè)板構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移,拔出第一銷釘,旋轉(zhuǎn)第四手輪,將移動平臺位移調(diào)整到滑入到底座滑槽行程末端,再旋轉(zhuǎn)手第二手輪,鎖緊移動平臺,并將應(yīng)變儀置0;旋轉(zhuǎn)第三手輪,通過蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)動使得剛架的支撐軸發(fā)生旋轉(zhuǎn),獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值;
4)旋轉(zhuǎn)第一手輪,消除剛架C側(cè)板構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移,拔出第一銷釘,插上第二銷釘,旋轉(zhuǎn)第四手輪將移動平臺的位移調(diào)整到滑入到底座滑槽行程末端,將應(yīng)變儀置0,旋轉(zhuǎn)第四手輪,動移動活動平臺產(chǎn)生線位移Δ后,通過旋轉(zhuǎn)第二鎖緊移動平臺,再旋轉(zhuǎn)第三手輪,通過蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)動使得剛架的導(dǎo)向柱發(fā)生旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生側(cè)板角位移θ,獲取三個應(yīng)變片的數(shù)值。