一种新型力学实验平台的制作方法

1.本实用新型涉及教学教具领域，尤其涉及一种新型力学实验平台。


背景技术：

2.多功能实验台是指应用于各理工科院校材料力学电测法实验的装置，它是将多种材料力学实验集中一个实验台上进行，使用时稍加调整，即可进行教学大纲规定内容的多项实验。
3.多功能实验台采用蜗杆机构以螺旋千斤方式加载，经传感器由数字测力仪测试出力的读数；各试件受力变形，通过应变片由电阻应变仪显示。常用作纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验、电阻应变片灵敏系数的标定、材料弹性模量e，柏松比μ的测定、偏心拉伸实验、弯扭组合受力分析、悬臂梁实验、压杆稳定试验、叠梁弯曲实验和连续梁弯曲实验的演示教学。
4.现有的多功能实验台，一般采用铸铁材质，非常笨重；且固定位置和加载位置相对固定，难以满足越来越多的力学实验要求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种新型力学实验平台，能适应性调整固定位置和加载位置，满足更多力学实验的加载要求。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种新型力学实验平台，其包括两支撑脚，两支撑脚相对竖直设置，还包括上固定梁、下固定梁、第一滑动座、第二滑动座和加载装置，所述上固定梁和下固定梁分别水平设置且两端分别与两支撑脚选择性的滑动连接或者固定；第一滑动座与上固定梁在水平方向滑动连接，用于固定实验样品；第二滑动座与下固定梁在水平方向滑动连接；加载装置固定在第二滑动座上并对实验样品加载。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，所述支撑脚包括底板、纵梁和连接板，所述底板水平设置；纵梁竖直设置且底部与底板固定连接，纵梁侧面设置有纵向滑槽；所述连接板一端与上固定梁或下固定梁固定、另一端通过螺栓与纵向滑槽选择性的滑动连接或者紧固。
8.进一步优选的，所述支撑脚包括一底板和两纵梁，两纵梁前后平行设置并与底板竖直固定；上固定梁包括两上横梁，两上横梁水平平行设置；下固定梁包括两下横梁，两下横梁水平平行设置；纵梁相对的两侧面分别设置有纵向滑槽，每根纵梁两侧面的纵向滑槽分别通过一连接板与上横梁或下横梁选择性的滑动连接或者固定。
9.更进一步优选的，所述支撑脚还包括纵向刻度尺，所述纵向刻度尺竖直设置于纵梁外侧面。
10.更进一步优选的，所述第一滑动座包括两第一滑板和两第一连杆，两上横梁之间设置有间隙，所述第一滑板表面设置有宽度与两上横梁之间间隙相适应的第一凸台，两第
一滑板相对设置于两上横梁上下两侧且第一凸台伸入两上横梁之间的间隙内，两第一连杆穿过两第一滑板并将二者紧固连接，实验样品与下方的第一滑板固定连接。
11.再更进一步优选的，所述第二滑动座包括两第二滑板和两第二连杆，两下横梁之间设置有间隙，所述第二滑板表面设置有宽度与两下横梁之间间隙相适应的第二凸台，两第二滑板相对设置于两下横梁上下两侧且第二凸台伸入两下横梁之间的间隙内，两第二连杆穿过两第二滑板并将二者紧固连接；加载装置固定在下方的第二滑板上且输出轴穿过两第二滑板。
12.更进一步优选的，所述上固定梁包括上刻度尺，上刻度尺固定在上横梁外侧面上；下固定梁包括下刻度尺，下刻度尺固定在下横梁外侧面上。
13.进一步优选的，所述底板、纵梁、上横梁和下横梁采用铝型材。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，所述加载装置采用涡轮蜗杆机构，其输入端连接有手轮。
15.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括力传感器和数显测力仪，力传感器与第一滑动座或者加载装置输出轴连接；数显测力仪固定在上固定梁上并与力传感器信号连接。
16.本实用新型的新型力学实验平台相对于现有技术具有以下有益效果：
17.(1)通过设置可在竖直方向滑动连接的上固定梁和下固定梁，便于根据不同高度的实验样品调整上固定梁和下固定梁的相对位置，从而适应实验样品高度；设置可在水平方向滑动连接的第一滑动座和第二滑动座，便于根据不同宽度的实验样品调整上固定梁和下固定梁的相对位置，从而适应实验样品宽度；
18.(2)采用双联支架，具体的，支撑脚采用双纵梁，上固定梁和下固定梁采用双横梁结构，可提高第一滑动座和第二滑动座受力稳定性，同时可提高加载载荷，减轻重量；
19.(3)采用铝型材，可减轻整体重量，便于移动和运输，降低制作成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的新型力学实验平台的主视图；
22.图2为本实用新型的新型力学实验平台的左视图；
23.图3为本实用新型的新型力学实验平台的俯视图；
24.图4为本实用新型的新型力学实验平台的立体图；
25.图5为图4左上圆圈区域的放大图；
26.图6为图4右上圆圈区域的放大图；
27.图7为图4下方圆圈区域的放大图；
28.图8为本实用新型的新型力学实验平台的第一滑动座的立体图；
29.图9为本实用新型的新型力学实验平台的第二滑动座的立体图；
30.图10为本实用新型的新型力学实验平台的工作状态示意图；
31.图11为本实用新型的新型力学实验平台的铝型材的横截面图。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
33.如图1～11所示，本实用新型的新型力学实验平台，其包括两支撑脚1、上固定梁2、下固定梁3、第一滑动座4、第二滑动座5、加载装置6、力传感器7和数显测力仪8。
34.其中，两支撑脚1相对竖直设置，起到支撑、防倾倒的作用。
35.上固定梁2和下固定梁3，分别水平设置且两端分别与两支撑脚1选择性的滑动连接或者固定。在进行实验前，先根据上固定梁2的高度情况，适应性调节二者的相对高度，然后与两支撑脚1固定，再进行相关实验。
36.第一滑动座4与上固定梁2在水平方向滑动连接，用于固定实验样品s；第二滑动座5与下固定梁3在水平方向滑动连接。在进行实验前，先根据上固定梁2的宽度情况，适应性调节二者的相对宽度，然后与两支撑脚1固定，再进行相关实验。
37.加载装置6，固定在第二滑动座5上并对实验样品s加载。加载装置6可采用现有技术，具体的，所述加载装置6采用涡轮蜗杆机构，其输入端连接有手轮。
38.作为加载载荷检测的部分，还包括力传感器7和数显测力仪8，力传感器7与第一滑动座4或者加载装置6输出轴连接。
39.数显测力仪8固定在上固定梁2上并与力传感器7信号连接。
40.作为上固定梁2和下固定梁3与支撑脚1滑动连接的具体实现方式，所述支撑脚1包括底板11、纵梁12和连接板13，所述底板11水平设置；纵梁12竖直设置且底部与底板11固定连接，纵梁12侧面设置有纵向滑槽10；所述连接板13一端与上固定梁2或下固定梁3固定、另一端通过螺栓与纵向滑槽10选择性的滑动连接或者紧固。如此，当需要调节上固定梁2或下固定梁3的相对高度时，拧松螺栓，调节连接板13相对纵向滑槽10滑动；在调节到位后，在拧紧螺栓，使得连接板13与纵向滑槽10相对固定。具体的，所述纵梁12侧面设置有两条纵向滑槽10，提高受力稳定性。
41.为了提高稳定性，且降低重量，本实用新型采用双联支架。具体的，撑脚1包括一底板11和两纵梁12，两纵梁12前后平行设置并与底板11竖直固定；上固定梁2包括两上横梁21，两上横梁21水平平行设置；下固定梁3包括两下横梁31，两下横梁31水平平行设置；纵梁12相对的两侧面分别设置有纵向滑槽10，每根纵梁12两侧面的纵向滑槽10分别通过一连接板13与上横梁21或下横梁31选择性的滑动连接或者固定。如此，支撑脚1采用双纵梁12，上固定梁2和下固定梁3采用双横梁结构，可提高第一滑动座4和第二滑动座5受力稳定性，同时可提高加载载荷，减轻重量。
42.作为第一滑动座4与上固定梁2滑动连接的具体实现方式，所述第一滑动座4包括两第一滑板41和两第一连杆42，两上横梁21之间设置有间隙，所述第一滑板41表面设置有宽度与两上横梁21之间间隙相适应的第一凸台43，两第一滑板41相对设置于两上横梁21上下两侧且第一凸台43伸入两上横梁21之间的间隙内，两第一连杆42穿过两第一滑板41并将
二者紧固连接，实验样品s与下方的第一滑板41固定连接。如此，无论是在实验前还是在实验过程中，都可以根据实验样品s的宽度适应性滑动第一滑板41，调节其在上固定梁2上的位置。
43.作为第二滑动座5与下固定梁3滑动连接的具体实现方式，所述第二滑动座5包括两第二滑板51和两第二连杆52，两下横梁31之间设置有间隙，所述第二滑板51表面设置有宽度与两下横梁31之间间隙相适应的第二凸台53，两第二滑板51相对设置于两下横梁31上下两侧且第二凸台53伸入两下横梁31之间的间隙内，两第二连杆52穿过两第二滑板51并将二者紧固连接；加载装置6固定在下方的第二滑板51上且输出轴穿过两第二滑板51。如此，无论是在实验前还是在实验过程中，都可以根据实验样品s的宽度适应性滑动第二滑板51，调节其在下固定梁3上的位置。
44.现有的多功能实验台，一般采用铸铁材质，非常笨重，为了降低重量便于搬运，且节省成本，所述底板11、纵梁12、上横梁21和下横梁31采用铝型材，具体采用4080w加厚欧标铝型材。其横截面如图11所示，其相对的两较宽侧面上分别开设有两条滑槽，而相对的两较窄侧面上分别开设有一条滑槽，非常适合用于本实用新型的滑动连接。
45.为了精准调节上固定梁2、下固定梁3在支撑脚1高度方向上的位置，所述支撑脚1还包括纵向刻度尺14，所述纵向刻度尺14竖直设置于纵梁12外侧面。
46.基于同样的考虑，为了精准调节第一滑动座4在上固定梁2水平方向上的位置，所述上固定梁2包括上刻度尺22，上刻度尺22固定在上横梁21外侧面上。
47.基于同样的考虑，为了精准调节第二滑动座5在下固定梁3水平方向上的位置，下固定梁3包括下刻度尺32，下刻度尺32固定在下横梁31外侧面上。
48.以下以第十届全国周培源大学生竞赛基础力学实验团体赛试样为例，介绍本实用新型的新型力学实验平台：
49.首先，滑动调节上固定梁2和下固定梁3的相对高度并固定；
50.然后，将实验样品s表面贴上应变片，实验样品s上方通过圆柱销与力传感器7固定，再将力传感器7与下方的第一滑板41固定；将实验样品s下方通过圆柱销与加载装置6输出轴固定；并将力传感器7和数显测力仪8信号连接；
51.最后，通过加载装置6加载，并测试其形变和加载载荷。
52.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。