【材料力学综合实验装置】

　　功能、作用介绍：

　　材料力学综合实验装置功能介绍

　　一、概述

　　材料力学实验装置可进行多种加载方式下的梁的弯曲应力实验、复合应力实验、薄壁杆实验、叠梁实验和位移互等定理等实验。此实验装置的最大特点是一方面加载装置可在水平面内任意移动，能够实现在任意位置的加载，另一方面将多个实验内容集中放置，共用一套加载装置，节省了成本。该实验装置是一种基础型、综合型和研究型为一体教学实验。

　　材料力学实验装置由梁、折杆、开口薄壁、悬臂梁和叠梁构成。所有构件布◥置在同一平面上。构件的上部有一可垂直向下加力的装置，内有一力传感器以测量加载的大小。此加力装置可在水平面内移动对任一构件上表面的任何部位施加压力。配置两个电涡流式位移传感器，用于测量折杆和开口薄壁杆的位移。力和位移信号输入到力-位移测试仪。梁、折杆、和叠梁贴有电阻应变片，应变信号输入到程控静态应变仪。

　　由于加载装置可以任意移动，加载位置可自行选定，这就给学生提供了自行设计实验和研究问题的空间，有助于启发学生思维，培养学生解决问题的能力。

　　二、实验装置组件

　　材料力学综合实验装置

　　程控静态应变仪

　　电涡流式位移传感器

　　力-位移测试仪

　　三、技术参数

　　外形尺寸：长600 mm，宽560 mm，高680mm;加载行程：70mm

　　载荷量程：2000 N;测量误差：?1% FS

　　位移量程：4 mm (电涡流式位移传感器2支);测量误差：?1% FS，分辨率：1?m

　　注：程控静态应变仪与电涡流式位移传感器均为采购产品。

　　四、实验功能

　　(1)梁的三点弯曲试验(横力弯曲)

　　(2)梁的四点弯曲试验

　　(3)圣维南区应力分布

　　(4)应力集中测试

　　(5)梁的变形实验

　　(6)主应力实验

　　(7)剪力测试

　　(8)位移和功的互等实验

　　(9)切应力测试

　　(10)应变片接桥方法练习。

　　(11)叠梁弯曲应力分析

　　(12)单梁应力分析

　　(13)弹性模量和泊松比的电测法测试

　　(14)等强度梁应力分析(可选)

　　(15)开口薄壁杆件的弯曲中心测试

　　(16)学生自主实验

　　2.实验功能描述

　　(1)梁的弯曲应力实验

　　梁的中央部位被加工成T型截面，两端为矩型截面，T型截面部位贴有两列电阻应变片。梁为合金铝材料。梁的弯曲实验内容：三点弯曲试验、四点弯曲试验、圣维南区应力分布、应力集中测试和梁的变形试验等。

　　(2)折杆组合实验

　　折杆结构由铝合金薄壁圆筒和铝合金矩形截面的伸臂构成。圆筒一端固定，通过旋转加力手柄可在伸臂上施加集中载荷(比如，载荷作用在伸臂外端)，圆筒在此载荷作用下发生扭弯组合变形，外伸臂发生弯曲变形。载荷作用点距圆筒形心距离为b，圆筒上贴有45°应变花。折杆组合实验内容：主应力实验、剪力测试、位移和功的互等实验、中性轴上切应力测量实验、应变片接桥方法练习等。

　　(3)叠梁应力实验

　　叠梁由两个尺寸、材料完全相同的矩形截面梁构成。两梁重叠放置，一端固定，一端自由。在距自由端3mm处有销钉孔，插入销钉时，两梁连接为一体。在图示部位贴有电阻应变片用于测量弯曲应力，当外力施加于梁使之发生弯曲变形时，若无销钉近似于两个单独的梁，若有销钉趋向于整体梁的作用。测量梁的应力分布，可以反映有无销钉时应力分布的特点。叠梁材料为钢材。叠梁应力实验内容：叠梁弯曲应力分析、单梁应力分析、弹性模量和泊松比的电测法测试、等强度梁应力分析(可选)等。

　　(4)弯曲中心实验

　　槽形截面的薄壁杆，一端固定，一端自由。在自由端焊接一与此杆轴线垂直且位于水平面内的横杆。横杆两端下方各安装有一只电涡流式位移传感器(注：整个装置只有两个电涡流式位移传感器，互等原理实验与此实验共用，使用时根据实验的内容拆卸和重新安装)。杆件材料钢材。弯曲中心实验内容，开口薄壁杆件的弯曲中心测试等。

　　(5)材料力学综合实验装置的基本特点是：

　　加力装置可在水平面内移动对任一构件上表面的任何部位施加载荷，这使得学生可以充分发挥其想象力与创造力，在正常操作的前提下任意组合实验内容或是进行各种新的尝试。

　　作品名称：材料力学综合实验装置

　　完成单位：天津大学机械工程学院力学工程实验中心