一種空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置多是針對(duì)平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)，多不能對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，更無法開展空間結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
[0003]并且現(xiàn)有的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置可組合性差，力學(xué)模型過于簡單缺乏變換，結(jié)構(gòu)功能單一，不能很好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及動(dòng)手能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其可對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測試。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]該空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括空間的實(shí)驗(yàn)框架和加載機(jī)構(gòu)以及待測空間實(shí)驗(yàn)桿系，所述待測空間實(shí)驗(yàn)桿系設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上，所述加載機(jī)構(gòu)可在實(shí)驗(yàn)框架頂部平面內(nèi)移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的頂部，所述加載機(jī)構(gòu)通過壓頭作用在待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上。
[0007]進(jìn)一步的，所述加載機(jī)構(gòu)包括螺紋桿、加載手輪、加載平臺(tái)、測力儀，所述螺紋桿穿過加載平臺(tái)上的螺孔，所述加載手輪設(shè)在螺紋桿頂部，壓頭設(shè)在螺紋桿下端，測力儀的傳感器設(shè)在螺紋桿與壓頭之間。
[0008]所述實(shí)驗(yàn)框架頂部并排設(shè)有光桿和絲桿，光桿穿過加載機(jī)構(gòu)上的光孔，絲桿穿過加載機(jī)構(gòu)上的螺紋孔，光桿端部設(shè)有傳動(dòng)齒輪，實(shí)驗(yàn)框架頂部設(shè)有與傳動(dòng)齒輪相適配的齒條。
[0009]所述壓頭為滾珠壓頭。
[0010]所述待測空間實(shí)驗(yàn)桿系包括基本桿件和聯(lián)接接頭，所述聯(lián)接接頭上設(shè)有一組凸起的連接頭，所述基本桿件的端部與連接頭相適配。
[0011]所述實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上設(shè)有用于定位待測空間實(shí)驗(yàn)桿系的一組定位孔。
[0012]所述螺紋桿與壓頭之間設(shè)有長度調(diào)節(jié)桿。
[0013]所述光桿和絲桿的一端均設(shè)有手柄輪，光桿和絲桿的另一端均設(shè)有限位輪。
[0014]所述絲桿兩端均設(shè)有一段光滑段圓軸，絲桿兩端的光滑段圓軸可移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架頂部上。
[0015]所述基本桿件每端均設(shè)有兩個(gè)連接孔，所述連接頭上設(shè)有與一端兩個(gè)連接孔相適配的孔。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]桿件搭配聯(lián)接接頭可組合出多種形式的空間結(jié)構(gòu)模型，并可對(duì)空間結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行整體的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)，能對(duì)空間結(jié)構(gòu)的整體性能進(jìn)行測試評(píng)估；整套實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)造簡單、易于組合、功能多樣，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。
【附圖說明】
[0018]下面對(duì)本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0019]圖1為本發(fā)明整體空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明光桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明絲桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本發(fā)明待測空間結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0025]圖7為本發(fā)明待測空間結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0026]圖8為本發(fā)明聯(lián)接接頭結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0027]圖9為本發(fā)明聯(lián)接接頭結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0028]圖中:1.實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)、2.待測空間實(shí)驗(yàn)桿系、21.支座、22.基本桿件、23.聯(lián)接接頭1、24.聯(lián)接接頭I1、3.實(shí)驗(yàn)框架立柱、4.實(shí)驗(yàn)框架橫梁、5.實(shí)驗(yàn)框架接頭、6.齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、61.光桿、62.手柄輪1、63.限位輪1、64.傳動(dòng)齒輪、7.絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、71.絲桿、72.手柄輪I1、73.限位輪I1、74.光滑段圓軸、8.加載機(jī)構(gòu)、81.滾珠壓頭、82.長度調(diào)節(jié)桿、83.光滑通孔、84.螺紋孔、85.加載平臺(tái)、86.測力儀、87.螺紋桿、88.加載手輪。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030]如圖1至圖9所示，該空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括空間的實(shí)驗(yàn)框架和加載機(jī)構(gòu)8以及待測空間實(shí)驗(yàn)桿系2，其中，待測空間實(shí)驗(yàn)桿系2為立體的框架結(jié)構(gòu)，包括實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)1、實(shí)驗(yàn)框架立柱3、實(shí)驗(yàn)框架橫梁4、實(shí)驗(yàn)框架接頭5，實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)I為平板結(jié)構(gòu)，在平板結(jié)構(gòu)上設(shè)置一組定位孔，定位孔用于不同結(jié)構(gòu)的待測空間實(shí)驗(yàn)桿系的安裝定位，四個(gè)實(shí)驗(yàn)框架立柱3底部固定在實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)的四個(gè)拐角處，四個(gè)實(shí)驗(yàn)框架立柱3的頂部通過實(shí)驗(yàn)框架橫梁4相連，頂部相鄰實(shí)驗(yàn)框架橫梁端部之間通過實(shí)驗(yàn)框架接頭5固定，形成立體框架結(jié)構(gòu)，立體框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。
[0031]實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)I上固定有支座21，通過支座21固定待測空間實(shí)驗(yàn)桿系，支座通過實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上的定位孔安裝固定。待測空間實(shí)驗(yàn)桿系為立體的桿架結(jié)構(gòu)，待測空間實(shí)驗(yàn)桿系包括基本桿件22和聯(lián)接接頭，聯(lián)接接頭上設(shè)有一組凸起的連接頭，基本桿件22的端部與連接頭相適配?；緱U件每端均設(shè)有兩個(gè)連接孔，連接頭上設(shè)有與一端兩個(gè)連接孔相適配的孔。當(dāng)基本桿件一端的兩個(gè)孔與聯(lián)接接頭一個(gè)方向的兩個(gè)孔都用螺栓聯(lián)接時(shí)，成為剛性接；當(dāng)基本桿件一端的兩個(gè)孔與聯(lián)接接頭一個(gè)方向的兩個(gè)孔只用一個(gè)螺栓聯(lián)接時(shí)，成為鉸接?；緱U件和聯(lián)接接頭可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，聯(lián)接成不同形式的立體結(jié)構(gòu)，待測空間實(shí)驗(yàn)桿系通過位于下部的基本桿件下端部固定在支座上。
[0032]聯(lián)接接頭上設(shè)有三個(gè)或四個(gè)分支的連接頭或四個(gè)以上分支的連接頭。其中，聯(lián)接接頭上設(shè)有三個(gè)分支的連接頭，相鄰連接頭之間均呈直角，形成的接頭結(jié)構(gòu)為聯(lián)接接頭II 24 ;聯(lián)接接頭上設(shè)有四個(gè)分支的連接頭，相鄰連接頭之間均呈直角，形成的接頭結(jié)構(gòu)為聯(lián)接接頭I 23，或四個(gè)分支的連接頭形成其它的接頭結(jié)構(gòu)。
[0033]聯(lián)接接頭可根據(jù)待測空間實(shí)驗(yàn)桿系的連接要求而不同，聯(lián)接接頭上可設(shè)有不同方向角度的多個(gè)分支的連接頭，連接頭可為套筒。套筒的套孔截面與基本桿件截面相同，截面可為圓形或方形。
[0034]待測空間實(shí)驗(yàn)桿系設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)I上，加載機(jī)構(gòu)可在實(shí)驗(yàn)框架頂部平面內(nèi)移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的頂部，加載機(jī)構(gòu)通過壓頭作用在待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上。
[0035]加載機(jī)構(gòu)位于待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上方，加載機(jī)構(gòu)8包括螺紋桿87、加載手輪88、加載平臺(tái)85、測力儀86，螺紋桿87穿過加載平臺(tái)85上豎直的螺孔，加載手輪88設(shè)在螺紋桿頂部，壓頭設(shè)在螺紋桿下端，測力儀的傳感器設(shè)在螺紋桿與壓頭之間。螺紋桿與壓頭之間設(shè)有長度調(diào)節(jié)桿82，通過長度調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)壓頭相對(duì)實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)高度，適應(yīng)不同高度的待測空間實(shí)驗(yàn)桿系。壓頭為滾珠壓頭81，壓頭底部的滾珠可在待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)加載，進(jìn)而可進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測試。
[0036]實(shí)驗(yàn)框架頂部一對(duì)實(shí)驗(yàn)框架橫梁之間并排設(shè)有光桿61和絲桿71，加載平臺(tái)上并排設(shè)置有光滑通孔83、螺紋孔84，光桿61穿過加載平臺(tái)上的光滑通孔，絲桿71穿過加載平臺(tái)上的螺紋孔。
[0037]實(shí)驗(yàn)框架橫梁4上設(shè)有滑槽，滑槽內(nèi)嵌有齒條，光桿端部設(shè)有傳動(dòng)齒輪64，傳動(dòng)齒輪與實(shí)驗(yàn)框架橫梁上的齒條相配合形成齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，驅(qū)動(dòng)加載平臺(tái)橫向移動(dòng)，即沿實(shí)驗(yàn)框架橫梁長度方向移動(dòng)。光桿一端設(shè)有手柄輪I 62，便于旋轉(zhuǎn)光桿，光桿另一端設(shè)有限位輪I 63。
[0038]絲桿71兩端均設(shè)有一段光滑段圓軸74，絲桿兩端的光滑段圓軸可移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架橫梁的滑槽內(nèi)。絲桿一端設(shè)有手柄輪II 72，絲桿另一端設(shè)有限位輪II 73。絲桿與加載平臺(tái)配合形成絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，通過旋轉(zhuǎn)手柄輪II 72，帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)加載平臺(tái)沿絲桿軸向移動(dòng)。
[0039]載荷移動(dòng)通過齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)，通過絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)加載系統(tǒng)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的平面內(nèi)任意點(diǎn)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)荷載力學(xué)實(shí)驗(yàn)；不進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)測試。
[0040]在實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上安裝有激振器，通過激振器對(duì)待測空間實(shí)驗(yàn)桿系進(jìn)行加載，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
[0041]基本桿件搭配聯(lián)接接頭可組合出多種空間的桁架結(jié)構(gòu)、剛架結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)，建立多種實(shí)體模型，并可對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行整體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)，能對(duì)空間結(jié)構(gòu)的整體性能進(jìn)行測試評(píng)估。
[0042]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括空間的實(shí)驗(yàn)框架和加載機(jī)構(gòu)以及待測空間實(shí)驗(yàn)桿系，所述待測空間實(shí)驗(yàn)桿系設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上，所述加載機(jī)構(gòu)可在實(shí)驗(yàn)框架頂部平面內(nèi)移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的頂部，所述加載機(jī)構(gòu)通過壓頭作用在待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上。
2.如權(quán)利要求1所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述加載機(jī)構(gòu)包括螺紋桿、加載手輪、加載平臺(tái)、測力儀，所述螺紋桿穿過加載平臺(tái)上的螺孔，所述加載手輪設(shè)在螺紋桿頂部，壓頭設(shè)在螺紋桿下端，測力儀的傳感器設(shè)在螺紋桿與壓頭之間。
3.如權(quán)利要求1所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)框架頂部并排設(shè)有光桿和絲桿，光桿穿過加載機(jī)構(gòu)上的光孔，絲桿穿過加載機(jī)構(gòu)上的螺紋孔，光桿端部設(shè)有傳動(dòng)齒輪，實(shí)驗(yàn)框架頂部設(shè)有與傳動(dòng)齒輪相適配的齒條。
4.如權(quán)利要求1所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述壓頭為滾珠壓頭。
5.如權(quán)利要求1所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述待測空間實(shí)驗(yàn)桿系包括基本桿件和聯(lián)接接頭，所述聯(lián)接接頭上設(shè)有一組凸起的連接頭，所述基本桿件的端部與連接頭相適配。
6.如權(quán)利要求1所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上設(shè)有用于定位待測空間實(shí)驗(yàn)桿系的一組定位孔。
7.如權(quán)利要求2所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述螺紋桿與壓頭之間設(shè)有長度調(diào)節(jié)桿。
8.如權(quán)利要求3所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述光桿和絲桿的一端均設(shè)有手柄輪，光桿和絲桿的另一端均設(shè)有限位輪。
9.如權(quán)利要求3所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述絲桿兩端均設(shè)有一段光滑段圓軸，絲桿兩端的光滑段圓軸可移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架頂部上。
10.如權(quán)利要求5所述空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述基本桿件每端均設(shè)有兩個(gè)連接孔，所述連接頭上設(shè)有與一端兩個(gè)連接孔相適配的孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括空間的實(shí)驗(yàn)框架和加載機(jī)構(gòu)以及待測空間實(shí)驗(yàn)桿系，所述待測空間實(shí)驗(yàn)桿系設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的實(shí)驗(yàn)底座平臺(tái)上，所述加載機(jī)構(gòu)可在實(shí)驗(yàn)框架頂部平面內(nèi)移動(dòng)的設(shè)在實(shí)驗(yàn)框架的頂部，所述加載機(jī)構(gòu)通過壓頭作用在待測空間實(shí)驗(yàn)桿系上?？蓪?duì)空間結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行整體的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)測試實(shí)驗(yàn)，能對(duì)空間結(jié)構(gòu)的整體性能進(jìn)行測試評(píng)估；整套實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)造簡單、易于組合、功能多樣，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。
【IPC分類】G01N3-16
【公開號(hào)】CN104568601
【申請?zhí)枴緾N201510032498
【發(fā)明人】姜忠宇, 湯精明, 項(xiàng)佳偉, 杜亞楠
【申請人】安徽工程大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日