【材料力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置】
功能、作用介紹：
材料力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置功能介紹
一、概述
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置可進(jìn)行多種加載方式下的梁的彎曲應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、復(fù)合應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、薄壁桿實(shí)驗(yàn)、疊梁實(shí)驗(yàn)和位移互等定理等實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)裝置的最大特點(diǎn)是一方面加載裝置可在水平面內(nèi)任意移動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在任意位置的加載，另一方面將多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容集中放置，共用一套加載裝置，節(jié)省了成本。該實(shí)驗(yàn)裝置是一種基礎(chǔ)型、綜合型和研究型為一體教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置由梁、折桿、開口薄壁、懸臂梁和疊梁構(gòu)成。所有構(gòu)件布置在同一平面上。構(gòu)件的上部有一可垂直向下加力的裝置，內(nèi)有一力傳感器以測量加載的大小。此加力裝置可在水平面內(nèi)移動(dòng)對任一構(gòu)件上表面的任何部位施加壓力。配置兩個(gè)電渦流式位移傳感器，用于測量折桿和開口薄壁桿的位移。力和位移信號(hào)輸入到力-位移測試儀。梁、折桿、和疊梁貼有電阻應(yīng)變片，應(yīng)變信號(hào)輸入到程控靜態(tài)應(yīng)變儀。
由于加載裝置可以任意移動(dòng)，加載位置可自行選定，這就給學(xué)生提供了自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和研究問題的空間，有助于啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
二、實(shí)驗(yàn)裝置組件
材料力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
程控靜態(tài)應(yīng)變儀
電渦流式位移傳感器
力-位移測試儀
三、技術(shù)參數(shù)
外形尺寸：長600 mm，寬560 mm，高680mm;加載行程：70mm
載荷量程：2000 N;測量誤差：?1% FS
位移量程：4 mm (電渦流式位移傳感器2支);測量誤差：?1% FS，分辨率：1?m
注：程控靜態(tài)應(yīng)變儀與電渦流式位移傳感器均為采購產(chǎn)品。
四、實(shí)驗(yàn)功能
(1)梁的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)(橫力彎曲)
(2)梁的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
(3)圣維南區(qū)應(yīng)力分布
(4)應(yīng)力集中測試
(5)梁的變形實(shí)驗(yàn)
(6)主應(yīng)力實(shí)驗(yàn)
(7)剪力測試
(8)位移和功的互等實(shí)驗(yàn)
(9)切應(yīng)力測試
(10)應(yīng)變片接橋方法練習(xí)。
(11)疊梁彎曲應(yīng)力分析
(12)單梁應(yīng)力分析
(13)彈性模量和泊松比的電測法測試
(14)等強(qiáng)度梁應(yīng)力分析(可選)
(15)開口薄壁桿件的彎曲中心測試
(16)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)
2.實(shí)驗(yàn)功能描述
(1)梁的彎曲應(yīng)力實(shí)驗(yàn)
梁的中央部位被加工成T型截面，兩端為矩型截面，T型截面部位貼有兩列電阻應(yīng)變片。梁為合金鋁材料。梁的彎曲實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、圣維南區(qū)應(yīng)力分布、應(yīng)力集中測試和梁的變形試驗(yàn)等。
(2)折桿組合實(shí)驗(yàn)
折桿結(jié)構(gòu)由鋁合金薄壁圓筒和鋁合金矩形截面的伸臂構(gòu)成。圓筒一端固定，通過旋轉(zhuǎn)加力手柄可在伸臂上施加集中載荷(比如，載荷作用在伸臂外端)，圓筒在此載荷作用下發(fā)生扭彎組合變形，外伸臂發(fā)生彎曲變形。載荷作用點(diǎn)距圓筒形心距離為b，圓筒上貼有45°應(yīng)變花。折桿組合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：主應(yīng)力實(shí)驗(yàn)、剪力測試、位移和功的互等實(shí)驗(yàn)、中性軸上切應(yīng)力測量實(shí)驗(yàn)、應(yīng)變片接橋方法練習(xí)等。
(3)疊梁應(yīng)力實(shí)驗(yàn)
疊梁由兩個(gè)尺寸、材料完全相同的矩形截面梁構(gòu)成。兩梁重疊放置，一端固定，一端自由。在距自由端3mm處有銷釘孔，插入銷釘時(shí)，兩梁連接為一體。在圖示部位貼有電阻應(yīng)變片用于測量彎曲應(yīng)力，當(dāng)外力施加于梁使之發(fā)生彎曲變形時(shí)，若無銷釘近似于兩個(gè)單獨(dú)的梁，若有銷釘趨向于整體梁的作用。測量梁的應(yīng)力分布，可以反映有無銷釘時(shí)應(yīng)力分布的特點(diǎn)。疊梁材料為鋼材。疊梁應(yīng)力實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：疊梁彎曲應(yīng)力分析、單梁應(yīng)力分析、彈性模量和泊松比的電測法測試、等強(qiáng)度梁應(yīng)力分析(可選)等。
(4)彎曲中心實(shí)驗(yàn)
槽形截面的薄壁桿，一端固定，一端自由。在自由端焊接一與此桿軸線垂直且位于水平面內(nèi)的橫桿。橫桿兩端下方各安裝有一只電渦流式位移傳感器(注：整個(gè)裝置只有兩個(gè)電渦流式位移傳感器，互等原理實(shí)驗(yàn)與此實(shí)驗(yàn)共用，使用時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容拆卸和重新安裝)。桿件材料鋼材。彎曲中心實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開口薄壁桿件的彎曲中心測試等。
(5)材料力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的基本特點(diǎn)是：
加力裝置可在水平面內(nèi)移動(dòng)對任一構(gòu)件上表面的任何部位施加載荷，這使得學(xué)生可以充分發(fā)揮其想象力與創(chuàng)造力，在正常操作的前提下任意組合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或是進(jìn)行各種新的嘗試。
作品名稱：材料力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
完成單位：天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院力學(xué)工程實(shí)驗(yàn)中心
