一种便携式压杆稳定实验教具的制作方法

1.本实用新型涉及实验教学器材领域，特别是涉及一种便携式压杆稳定实验教具。


背景技术：

2.细长的受压杆当压力达到一定值时，受压杆可能突然弯曲而破坏，即产生失稳现象。所谓压杆的稳定，是指受压杆件其平衡状态的稳定性。当压力p小于某一值时，直线状态的平衡为稳定的，当p大于该值时，便是不稳定的，其界限值p称为临界力。当压杆处于不稳定的平衡状态时，就称为丧失稳定或简称失稳。显然，承载结构中的受压杆件绝对不允许失稳。由于杆端的支承对杆的变形起约束作用，且不同的支承形式对杆件变形的约束作用也不同，因此，同一受压杆当两端的支承情况不同时，其所能受到的临界力值也必然不同。工程中一般根据杆件支承条件用“计算长度”来反映压杆稳定的因素。不同材料的压杆，在不同支承条件下，其承载力的折减系数也不同，所用的名称也不同，钢压杆叫长细比，钢筋混凝土柱叫高宽比，砌体墙、柱叫高厚比，但这些都是考虑压杆稳定问题。
3.在材料力学教学中，会有专门针对钢压杆的压杆稳定测试实验，实验过程中，对钢压杆沿轴线缓慢施加压力，受压试件的平衡失去稳定时的压力就是临界压力，实验过程中需要借助专门的压杆稳定试验仪，贴有电阻应变片的钢压杆试件，并且必须借助数据采集仪器和计算机进行采集数据的收集和显示，但也存在结构复杂、制作难度大、成本高、体积大、移动困难、更换试样麻烦等不足。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种便携式压杆稳定实验教具。
5.本实用新型的技术方案：一种便携式压杆稳定实验教具，包括底座；底座的上方设置有顶板，顶板与底座之间固定连接有两个支撑侧板；两个支撑侧板上均开设有安装孔，两个安装孔的内侧均设置有定滑轮，定滑轮上设置有安装轴，定滑轮通过安装轴与支撑侧板转动连接；顶板的下方设置有移动板，顶板上设置有用于驱动移动板升降的直线驱动机构；移动板的下方连接有安装板，安装板与移动板之间设置有压力传感器，安装板的下端面上设置有三爪卡盘b，底座的上端面上设置有三爪卡盘a，三爪卡盘a位于三爪卡盘b的正下方；三爪卡盘a与三爪卡盘b之间设置有圆环，圆环上设置有两组夹持组件；圆环上对称设置有两组连接组件，每一组连接组件均包括连接线和配重，连接线的两端分别与圆环和配重连接，且连接线绕设在对应一侧的定滑轮上；配重上设置有位移传感器；底座上设置有控制器。
6.优选的，每一组夹持组件均包括弧形限位板、拉块、连杆和弹簧，拉块置于圆环的外侧，弧形限位板与拉块之间通过连杆连接，且连杆活动贯穿圆环的侧壁，弹簧套设在连杆上。
7.优选的，安装板上竖直连接有多个导向杆，多个导向杆的顶端均活动贯穿移动板
并且均连接有限位块。
8.优选的，控制器包括处理器、显示屏和控制按键；控制器与直线驱动机构、压力传感器和位移传感器均电性连接。
9.优选的，底座的底端安装有多个自锁式万向轮。
10.优选的，直线驱动机构为气缸、液压缸或电动推杆其中的任一驱动件。
11.与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本实用新型操作简单，实验成本低，能够方便的完成实验任务，通过设置的圆环、连接组件、配重、位移传感器和控制器，当测试件发生弯曲时即位移传感器检测的数值发生改变，从而量化了测试件的形变程度；通过设置的三爪卡盘a和三爪卡盘b能够对不同类型的测试件进行固定，适应性较强。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图。
13.图2为本实用新型中圆环与夹持组件连接关系的结构示意图。
14.附图标记：1、底座；2、支撑侧板；201、安装孔；31、三爪卡盘a；32、三爪卡盘b；4、顶板；5、直线驱动机构；6、移动板；7、安装板；8、导向杆；9、限位块；10、压力传感器；11、圆环；12、定滑轮；121、安装轴；13、连接线；14、配重；15、位移传感器；16、控制器；17、自锁式万向轮；18、弧形限位板；19、拉块；20、连杆；21、弹簧。
具体实施方式
15.实施例一
16.如图1-2所示，本实用新型提出的一种便携式压杆稳定实验教具，包括底座1；底座1的底端安装有多个自锁式万向轮17，通过设置的自锁式万向轮17使得该装置能够便于进行移动；底座1的上方设置有顶板4，顶板4与底座1之间固定连接有两个支撑侧板2；两个支撑侧板2上均开设有安装孔201，两个安装孔201的内侧均设置有定滑轮12，定滑轮12上设置有安装轴121，定滑轮12通过安装轴121与支撑侧板2转动连接；顶板4的下方设置有移动板6，顶板4上设置有用于驱动移动板6升降的直线驱动机构5，直线驱动机构5为气缸、液压缸或电动推杆其中的任一驱动件；移动板6的下方连接有安装板7，安装板7上竖直连接有多个导向杆8，多个导向杆8的顶端均活动贯穿移动板6并且均连接有限位块9；安装板7与移动板6之间设置有压力传感器10，安装板7的下端面上设置有三爪卡盘b32，底座1的上端面上设置有三爪卡盘a31，三爪卡盘a31位于三爪卡盘b32的正下方；三爪卡盘a31与三爪卡盘b32之间设置有圆环11，圆环11上设置有两组夹持组件；圆环11上对称设置有两组连接组件，每一组连接组件均包括连接线13和配重14，连接线13的两端分别与圆环11和配重14连接，且连接线13绕设在对应一侧的定滑轮12上；配重14上设置有位移传感器15；底座1上设置有控制器16；控制器16包括处理器、显示屏和控制按键；控制器16与直线驱动机构5、压力传感器10和位移传感器15均电性连接。
17.实施例二
18.如图2所示，本实用新型提出的一种便携式压杆稳定实验教具，相较于实施例一，在本实施例中每一组夹持组件均包括弧形限位板18、拉块19、连杆20和弹簧21，拉块19置于
圆环11的外侧，弧形限位板18与拉块19之间通过连杆20连接，且连杆20活动贯穿圆环11的侧壁，弹簧21套设在连杆20上。
19.本实用新型的工作原理及使用方法如下：在测试前，拨开两侧的弧形限位板18，再将测试件穿过圆环11的中心，并使得测试件的底端置于三爪卡盘a31的内侧，然后松开弧形限位板18，在弹簧21的弹力作用下使得测试件被夹紧在两个弧形限位板18之间，然后调节三爪卡盘a31对测试件的底端进行夹紧，接着启动直线驱动机构5工作以驱动移动板6向下移动，移动板6又带动了安装板7和三爪卡盘b32的移动，直至测试件的顶端与安装板7接触，再通过设置的三爪卡盘b32对测试件的顶端进行夹紧即可，接着再次启动直线驱动机构5工作，直线驱动机构5对测试件施加压力，当测试件弯曲形变时，即带动圆环11移动，在连接线13和定滑轮12的配合作用下能够使得配重在竖直方向上进行移动，设置的位移传感器15能够检测到配重14的移动距离，位移传感器15将信号反馈到控制器16，并通过设置的显示屏显示测得的数据，从而能够量化测试件的形变程度。
20.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本实用新型宗旨的前提下还可以作出各种变化。