本發(fā)明涉及教學(xué)展示用具,具體設(shè)計一種鋼構(gòu)件軸向受壓演示機構(gòu)自適應(yīng)裝置。
背景技術(shù):
鋼構(gòu)件是指用鋼板、角鋼、槽鋼、工字鋼、焊接或熱軋h型鋼冷彎或焊接通過連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的鋼結(jié)構(gòu)組合構(gòu)件。鋼構(gòu)件體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢,與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢,在全球范圍內(nèi),特別是發(fā)達(dá)國家和地區(qū),鋼構(gòu)件在建筑工程領(lǐng)域中得到合理、廣泛的應(yīng)用。在鋼結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件中,一般不同截面的軸心受壓構(gòu)件在軸向荷載下會產(chǎn)生不同形式的變形屈曲,當(dāng)軸向載荷足夠大時容易造成鋼構(gòu)件失穩(wěn)現(xiàn)象,因而對于受壓構(gòu)件來說,整體穩(wěn)定是確定構(gòu)件截面的最重要因素。專業(yè)的鋼構(gòu)件軸向壓力測試設(shè)備體積重量都很大,不能在日常的教學(xué)過程中給學(xué)生進行方便的演示,以幫助學(xué)生直觀的感知各種鋼構(gòu)件軸向受壓時的彎曲變形和扭動變形。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種鋼構(gòu)件軸向受壓演示機構(gòu)自適應(yīng)裝置。
技術(shù)方案如下:一種鋼構(gòu)件軸向受壓演示機構(gòu)自適應(yīng)裝置,其關(guān)鍵在于:包括底座,該底座上設(shè)有扭動座,所述扭動座上設(shè)有多用測試座;
所述扭動座包括固定座,該固定座安裝在所述底座上,所述固定座的頂部設(shè)有扭動槽,所述扭動槽內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)件,該旋轉(zhuǎn)件可相對所述固定座自由旋轉(zhuǎn),所述旋轉(zhuǎn)件上開設(shè)有測試座安裝槽;
所述多用測試座包括安裝座,該安裝座的底部設(shè)有安裝桿,該安裝桿插設(shè)在所述測試座安裝槽內(nèi),所述安裝座的頂面上開設(shè)有條形的第一x向卡槽和條形的第一y向卡槽,所述第一x向卡槽和第一y向卡槽相互交叉連通呈“十”字形。采用上述技術(shù)方案在日常教學(xué)中,可用木條制作成各種截面的鋼構(gòu)件模擬件,如模擬件的為h型時,在演示過程前,現(xiàn)將模擬件的兩端固定在“十”字形卡槽內(nèi);當(dāng)鋼構(gòu)件為t型時,可將模擬件的橫臂固定在第一x向卡槽然后將模擬件的縱臂固定在第一y向卡槽內(nèi),再對模擬件軸向施加壓力,模擬件軸向受壓后扭動變形,模擬件兩端通過旋轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)來適應(yīng)扭動形變,并將模擬件的扭動變形直觀呈現(xiàn)出來,以方便學(xué)生觀察和認(rèn)知。
作為優(yōu)選:上述底座為萬向球鉸,所述固定座的底部設(shè)有帶內(nèi)螺紋的固定套筒,所述萬向球鉸的球銷上部設(shè)有外螺紋,所述固定套筒與所述球銷螺紋連接。采用此設(shè)計模擬件發(fā)生比較大的軸向形變時底座也會做出適應(yīng)性的轉(zhuǎn)動,觀察更直觀。
上述旋轉(zhuǎn)件為旋轉(zhuǎn)軸承,該旋轉(zhuǎn)軸承的外圈通過卡接件固定卡設(shè)在所述扭動槽內(nèi),所述旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈可相對所述固定座自由旋轉(zhuǎn),該內(nèi)圈的內(nèi)部區(qū)域形成所述測試座安裝槽。采用此設(shè)計使用時將模擬件安裝在測試座安裝槽,當(dāng)模擬件受到軸向壓力產(chǎn)生扭曲形變后軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn),學(xué)生可以直接觀察到該扭曲形變。
上述卡接件包括至少一個卡接條,所述卡接條軸向設(shè)置在所述外圈的外壁上,所述扭動槽的內(nèi)壁上對應(yīng)設(shè)置有卡接槽,所述卡接條卡設(shè)在對應(yīng)的卡接槽內(nèi)。采用此方案直接將卡接條對準(zhǔn)對應(yīng)的卡接槽后將旋轉(zhuǎn)軸承推進扭動槽內(nèi)即完成安裝工作,操作簡單、迅捷。
上述內(nèi)圈上徑向螺紋穿設(shè)有至少一個頂緊螺絲,所述頂緊螺絲的一端伸入所述測試座安裝槽內(nèi)將所述安裝桿徑向頂緊。采用此設(shè)計通過調(diào)節(jié)頂緊螺絲的松緊即可完成多用安裝座的固定或拆卸,安裝簡單便于操作。
上述安裝座的頂面上開設(shè)有至少一個與所述第一x向卡槽相互平行的第二x向卡槽,所有所述第二x向卡槽位于所述第一x向卡槽的同側(cè),該第二x向卡槽與所述第一y向卡槽相互交叉連通。采用此方案當(dāng)模擬件為t型時且其縱臂較長時,可將橫臂卡設(shè)在其中一個第二x向卡槽,縱臂仍然卡設(shè)在第一y向卡槽,此設(shè)計擴大了安裝座對不同型號長度的模擬件的適應(yīng)范圍。
上述安裝座的頂面上開設(shè)有與所述第二x向卡槽相互平行的第三x向卡槽,該第三x向卡槽與所述第二x向卡槽分別位于所述第一x向卡槽的兩側(cè),該第三x向卡槽與所述第一y向卡槽相互交叉連通。采用此設(shè)計當(dāng)模擬件為h型時,通過選用不同的x向卡槽組合可適應(yīng)不同型號的模擬件,此設(shè)計進一步擴大了安裝座的適用范圍。
上述安裝座的頂面上開設(shè)有至少一個與所述第一y向卡槽相互平行的第二y向卡槽,所有所述第二y向卡槽位于所述第一y向卡槽的同側(cè),所述第二y向卡槽與所述第一x向卡槽相互交叉連通。采用此設(shè)計巧妙選用對應(yīng)的x向卡槽組合和y向卡槽組合可適應(yīng)不同型號大小“h”字形或“工”字形的模擬件。
上述安裝座的頂面上開設(shè)有與所述第二y向卡槽相互平行的第三y向卡槽,該第三y向卡槽與所述第二y向卡槽分別位于所述第一y向卡槽的兩側(cè),所述第三y向卡槽與所述第一x向卡槽相互交叉連通。采用此設(shè)計當(dāng)模擬件截面形狀相同但型號大小區(qū)別較大時,通過選用不同的y向卡槽組合可適應(yīng)不同型號大小的“h”字形或“工”字形的模擬件,此設(shè)計進一步擴大了安裝座的適用范圍。
上述第一x向卡槽、第二x向卡槽、第一y向卡槽以及第二y向卡槽的槽寬均相等,且它們的槽寬均小于所述第三y向卡槽的寬度,所述第三y向卡槽的槽寬小于所述第三x向卡槽的槽寬。采用此設(shè)計由于第三y向卡槽、第三x向卡槽的寬度較寬,截面形狀相同的模擬件其型號大小稍有區(qū)別時,可通過第三y向卡槽和第三x向卡槽進行適當(dāng)調(diào)整從而使不同寬度的模擬件均能固定在安裝座上。
有益效果:采用本發(fā)明的有益效果是在日常教學(xué)中,可用木條制作成各種截面的鋼構(gòu)件模擬件,根據(jù)模擬件結(jié)構(gòu)形式的不同,選用不同的卡槽安裝固定模擬件,然后再對模擬件軸向施加壓力,模擬件軸向受壓后產(chǎn)生扭動形變并通過旋轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)來適應(yīng)這種扭動形變,學(xué)生可以比較直觀地觀察和認(rèn)知模擬件的軸向受壓形變過程,此裝置結(jié)構(gòu)簡單,安裝拆卸方便,且同一個安裝座可適應(yīng)多種形式的模擬件,大大提高了安裝座的適用范圍。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為扭動座的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為固定座的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為旋轉(zhuǎn)件的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為多用測試座的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示,一種鋼構(gòu)件軸向受壓演示機構(gòu)自適應(yīng)裝置,包括底座3,該底座3上設(shè)有扭動座1,所述扭動座1上設(shè)有多用測試座2;
所述扭動座1包括固定座101,該固定座101安裝在所述底座3上,所述固定座101的頂部設(shè)有扭動槽102,所述扭動槽102內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)件103,該旋轉(zhuǎn)件103可相對所述固定座101自由旋轉(zhuǎn),所述旋轉(zhuǎn)件103上開設(shè)有測試座安裝槽;
所述多用測試座2包括安裝座201,該安裝座201的底部設(shè)有安裝桿204,該安裝桿204插設(shè)在所述測試座安裝槽內(nèi),所述安裝座201的頂面上開設(shè)有條形的第一x向卡槽202和條形的第一y向卡槽203,所述第一x向卡槽202和第一y向卡槽203相互交叉連通呈“十”字形。
如圖2-圖4所示,所述底座3為萬向球鉸,所述固定座101的底部設(shè)有帶內(nèi)螺紋的固定套筒106,該固定套筒106與所述固定座101一體成型,所述固定座101和固定套筒106的材質(zhì)均為塑料,所述萬向球鉸的球銷上部設(shè)有外螺紋,所述固定套筒106與所述球銷螺紋連接,所述旋轉(zhuǎn)件103為旋轉(zhuǎn)軸承,該旋轉(zhuǎn)軸承的外圈103a通過卡接件固定卡設(shè)在所述扭動槽102內(nèi),所述旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈103b可相對所述固定座101自由旋轉(zhuǎn),該內(nèi)圈103b的內(nèi)部區(qū)域形成所述測試座安裝槽,所述卡接件包括四個卡接條104,四個所述卡接條104沿所述外圈103a的周向均勻分布,所述卡接條104分別軸向設(shè)置在所述外圈103a的外壁上,所有所述卡接條104與所述外圈103a一體成型,所述扭動槽102的內(nèi)壁上對應(yīng)設(shè)置有卡接槽107,所述卡接條104卡設(shè)在對應(yīng)的卡接槽107內(nèi),所述內(nèi)圈103b的上部向上延伸形成頂絲安裝部,該頂絲安裝部上徑向螺紋穿設(shè)有兩個頂緊螺絲105,兩個所述頂緊螺絲105正對設(shè)置,所述頂緊螺絲105的一端伸入所述測試座安裝槽內(nèi)將所述安裝桿204徑向頂緊。
如圖5所示,所述安裝座201的材質(zhì)為塑料,所述安裝座201呈圓柱狀,所述安裝座201的頂面上開設(shè)有三個與所述第一x向卡槽202相互平行的第二x向卡槽205,所有所述第二x向卡槽205位于所述第一x向卡槽202的同側(cè),相鄰所述第二x向卡槽205的間距相等,所述第二x向卡槽205的中部與所述第一y向卡槽203相互交叉連通,所述安裝座201的頂面上開設(shè)有與所述第二x向卡槽205相互平行的第三x向卡槽206,該第三x向卡槽206與所述第二x向卡槽205分別位于所述第一x向卡槽202的兩側(cè),該第三x向卡槽206與所述第一y向卡槽203相互交叉連通。
所述安裝座201的頂面上開設(shè)有三個與所述第一y向卡槽203相互平行的第二y向卡槽207,三個所述二y向卡槽207均勻分布,所有所述第二y向卡槽207位于所述第一y向卡槽203的同側(cè),所述第二y向卡槽207的中部與所述第一x向卡槽202相互交叉連通,所述安裝座201的頂面上開設(shè)有與所述第二y向卡槽207相互平行的第三y向卡槽208,該第三y向卡槽208與所述第二y向卡槽207分別位于所述第一y向卡槽203的兩側(cè),所述第三y向卡槽208與所述第一x向卡槽202相互交叉連通。
所述第二x向卡槽205和第三x向卡槽206位于所述二y向卡槽207和所述第三y向卡槽208之間的所述安裝座201上,所述第一x向卡槽202、第二x向卡槽205、第一y向卡槽203以及第二y向卡槽207的槽寬均相等,且它們的槽寬均小于所述第三y向卡槽208的寬度,所述第三y向卡槽208的槽寬小于所述第三x向卡槽206的槽寬,所述第二x向卡槽205、第三x向卡槽206、所述二y向卡槽207和第三y向卡槽208的長度均相等,所述第一x向卡槽202和第一y向卡槽203的長度相等,且第一x向卡槽202的長度大于所述第二x向卡槽205的長度。
最后需要說明的是,上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下,在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下,可以做出多種類似的表示,這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。