本發(fā)明涉及實驗教學用的教學工具，尤其涉及一種組合桁架智能測試實驗裝置。

背景技術(shù)：

培養(yǎng)創(chuàng)新人才,在于創(chuàng)新教學。高等學校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育一個重要方面是實驗教學改革創(chuàng)新，實驗教學應(yīng)與科技發(fā)展、社會應(yīng)用緊密結(jié)合，著重培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)造能力。在高校工科領(lǐng)域中，結(jié)合現(xiàn)況的工程實例制作的實驗教具是開放性創(chuàng)新實驗教學開展的支撐硬件，是實現(xiàn)高等學校創(chuàng)新型、復(fù)合型人才培養(yǎng)的實踐教育根基。

在實踐教育的實驗教學中，實驗教具時代性與教學方法創(chuàng)新性決定了實踐教學的效果和創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)目標的成效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種組合桁架智能測試實驗裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能滿足多層次的實驗教學和教學研探，為學科研究提供實驗平臺。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種組合桁架智能測試實驗裝置，包括如下部件：

帶滾輪可移動的承載機架1；

第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1；

第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2；

所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1和第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2并列安裝在承載機架1上；

所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1用于搭載手動加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)；

該手動加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)包括如下部件：

手輪加力機構(gòu)3；

第一測力計4-1；

第一精密數(shù)字測量儀5-1；

第一測試分析儀6-1；

電腦7；

兩根第一螺桿9-1；

帶有第一磁性表座15-1的數(shù)顯千分表8-1；

所述手輪加力機構(gòu)3安裝在承載機架1底架上，兩根第一螺桿9-1的其中一根與第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1的中部固聯(lián)，第二根與手輪加力機構(gòu)3固聯(lián)；第一測力計4-1設(shè)置在兩根第一螺桿9-1之間；所述兩根第一螺桿9-1和手輪加力機構(gòu)3的加載桿軸線重合；旋動手輪加力機構(gòu)3可實現(xiàn)對第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1施加荷載；

所述第一測力計4-1的其中一信號輸出口依次電連接第一測試分析儀6-1和電腦7，電腦7可顯示加力數(shù)據(jù)；

所述第一測力計4-1的另一信號輸出口電連接第一精密數(shù)字測量儀5-1，第一精密數(shù)字測量儀5-1可顯示力值；

所述固定第一磁性表座15-1的數(shù)顯千分表8-1安置在第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1的中部，用于測量撓度值。

所述第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2用于搭載智能程控加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)，

該智能程控加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)包括如下部件：

第二測力計4-2；

第二精密數(shù)字測量儀5-2；

第二測試分析儀6-2；

第二螺桿9-2；

伺服電機與加力機構(gòu)10；

無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11；

手提電腦13；

帶有磁性表座及夾套15的平板電腦14；

帶有第二磁性表座15-2的高精度動態(tài)位移計12；

所述伺服電機與加力機構(gòu)10與無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11電連接；

所述伺服電機與加力機構(gòu)10安裝在承載機架1底架上，兩根第二螺桿9-2的其中一根與第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2的中部固聯(lián)，第二根與伺服電機與加力機構(gòu)10的加載桿固聯(lián)；第二測力計4-2設(shè)置在兩根第二螺桿9-2之間；所述兩根第二螺桿9-2和伺服電機與加力機構(gòu)10的加載桿的加桿軸線重合；伺服電機與加力機構(gòu)10用于對第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2施加荷載；

所述第二測力計4-2的其中一個信號輸出口與第二精密數(shù)字測量儀5-2電連接，以顯示力值；

所述第二測力計4-2的另一個信號輸出口與第二測試分析儀6-2電連接；

所述第二磁性表座15-1安裝在承載機架1頂部的橫梁上；

所述高精度動態(tài)位移計12連接第二測試分析儀6-2；

所述平板電腦14連接第二精密數(shù)字測量儀5-2，第二精密數(shù)字測量儀5-2固定在承載機架1支撐柱上；

通過手提電腦13所設(shè)定的加載數(shù)據(jù)操控無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11，可實現(xiàn)對第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2施加荷載；

平板電腦14及第二測試分析儀6-2可實時測量顯示的第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2測點應(yīng)變值和跨中撓度值。

所述承載機架1的一側(cè)還安裝有一套懸臂梁實驗機構(gòu)；

該懸臂梁實驗機構(gòu)包括如下部件：

第三磁性表座15-3；

第二數(shù)顯千分表8-2；

懸臂梁16；

吊重托17；

砝碼18；

所述懸臂梁16的固定端安裝在承載機架1側(cè)中部的橫梁上、承重端安裝有吊重托17，砝碼18放置在吊重托17上，起施加荷載作用；

所述懸臂梁16上設(shè)定有若干個應(yīng)變測點，并連接第一測試分析儀6-1；

所述第三磁性表座15-3固定在承載機架1一側(cè)的橫桿上，并安裝第二數(shù)顯千分表8-2；

當砝碼18放在吊重托17時，懸臂梁16的承重端受重力作用，此時，第一測試分析儀6-1測量應(yīng)變值、第二數(shù)顯千分表8-2測量撓度數(shù)值。

所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1和第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2，由鋁型材按所需幾何形狀用螺栓緊固而成。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：

本發(fā)明外形新穎、設(shè)計輕巧、占用面少，輪式移動；簡裝一體、裝備兩套，獨立操作；結(jié)構(gòu)安穩(wěn)鋼鋁制作，穩(wěn)固安全、機械彈性機能好。

本發(fā)明具有實驗裝置儀器、測試手段有與同類設(shè)備的通用性；本發(fā)明所搭載的內(nèi)容涉面廣、專業(yè)適用寬；本發(fā)明各個部件及其儀器互換靈活，桁架梁與支承座的形狀、構(gòu)構(gòu)造及其聯(lián)固方式可方便變換及拆卸。

本發(fā)明是一種實驗教具和試驗研究的裝備，可通過對桁架梁模型計算(有限元建模)與模型的實驗數(shù)據(jù)進行分析驗證、研究和探索等方式實現(xiàn)教學和研探的實踐途徑。

本發(fā)明沿用傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代智能測試技術(shù)；實現(xiàn)教學創(chuàng)新模式。

附圖說明

圖1是本發(fā)明組合桁架智能測試實驗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明承載機架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明手動加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3聯(lián)結(jié)原理方框圖。

圖5是本發(fā)明智能程控加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5聯(lián)結(jié)原理方框圖。

圖7是本發(fā)明懸臂梁實驗機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7聯(lián)結(jié)原理方框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。

如圖1、2所示；本發(fā)明公開了一種組合桁架智能測試實驗裝置，包括如下部件：

帶滾輪可移動的承載機架1；

第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1；

第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2；

所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1和第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2并列安裝在承載機架1上；

所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1用于搭載手動加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)；

如圖3、4所示；該手動加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)包括如下部件：

手輪加力機構(gòu)3；

第一測力計4-1；

第一精密數(shù)字測量儀5-1；

第一測試分析儀6-1；

電腦7；

兩根第一螺桿9-1；

帶有第一磁性表座15-1的數(shù)顯千分表8-1；

所述手輪加力機構(gòu)3安裝在承載機架1底架上，兩根第一螺桿9-1的其中一根與第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1的中部固聯(lián)，第二根與手輪加力機構(gòu)3固聯(lián)；第一測力計4-1設(shè)置在兩根第一螺桿9-1之間；所述兩根第一螺桿9-1和手輪加力機構(gòu)3的加載桿軸線重合；旋動手輪加力機構(gòu)3可實現(xiàn)對第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1施加荷載；

所述第一測力計4-1的其中一信號輸出口依次電連接第一測試分析儀6-1和電腦7，電腦7可顯示加力數(shù)據(jù)；

所述第一測力計4-1的另一信號輸出口電連接第一精密數(shù)字測量儀5-1，第一精密數(shù)字測量儀5-1可顯示力值；

所述固定第一磁性表座15-1的數(shù)顯千分表8-1安置在第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1的中部，用于測量撓度值。

所述第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2用于搭載智能程控加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)，

如圖5、6所示；該智能程控加載與應(yīng)變撓度測量系統(tǒng)包括如下部件：

第二測力計4-2；

第二精密數(shù)字測量儀5-2；

第二測試分析儀6-2；

第二螺桿9-2；

伺服電機與加力機構(gòu)10；

無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11；

手提電腦13；

帶有磁性表座及夾套15的平板電腦14；

帶有第二磁性表座15-2的高精度動態(tài)位移計12；

所述伺服電機與加力機構(gòu)10與無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11電連接；

所述伺服電機與加力機構(gòu)10安裝在承載機架1底架上，兩根第二螺桿9-2的其中一根與第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2的中部固聯(lián)，第二根與伺服電機與加力機構(gòu)10的加載桿固聯(lián)；第二測力計4-2設(shè)置在兩根第二螺桿9-2之間；所述兩根第二螺桿9-2和伺服電機與加力機構(gòu)10的加載桿的加桿軸線重合；伺服電機與加力機構(gòu)10用于對第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2施加荷載；

所述第二測力計4-2的其中一個信號輸出口與第二精密數(shù)字測量儀5-2電連接，以顯示力值；

所述第二測力計4-2的另一個信號輸出口與第二測試分析儀6-2電連接；

所述磁性表座與夾套15安裝在承載機架1頂部的橫梁上；

所述高精度動態(tài)位移計12連接第二測試分析儀6-2；

所述平板電腦14連接第二精密數(shù)字測量儀5-2，第二精密數(shù)字測量儀5-2固定在承載機架1支撐柱上；

通過手提電腦13所設(shè)定的加載數(shù)據(jù)操控無線程控全自動加力控制系統(tǒng)11，可實現(xiàn)對第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2施加荷載；

平板電腦14及第二測試分析儀6-2可實時測量顯示的第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2測點應(yīng)變值和跨中撓度值。

所述承載機架1的一側(cè)還安裝有一套懸臂梁實驗機構(gòu)；

如圖7、8所示；該懸臂梁實驗機構(gòu)包括如下部件：

第三磁性表座15-3；

第二數(shù)顯千分表8-2；

懸臂梁16；

吊重托17；

砝碼18；

所述懸臂梁16的固定端安裝在承載機架1側(cè)中部的橫梁上，承重端安裝有吊重托17，砝碼18放置在吊重托17上，起施加荷載作用；

所述懸臂梁16上設(shè)定有若干個應(yīng)變測點，并連接第一測試分析儀6-1；

所述第三磁性表座15-3固定在承載機架1一側(cè)的橫桿上，第二數(shù)顯千分表8-2安裝在第三磁性表座15-3上；

當砝碼18放在吊重托17時，懸臂梁16的承重端受重力作用，此時，第一測試分析儀6-1測量應(yīng)變值、第二數(shù)顯千分表8-2測量撓度數(shù)值。

如圖1、2所示；所述第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1和第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2，由鋁型材按所需幾何形狀用螺栓緊固而成。

第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1，由鋁型材(規(guī)格6×10mm、∟30×30mm)按幾何形狀用細螺栓連緊固而成，并配有相應(yīng)形式的支座。桁架結(jié)構(gòu)梁的若干桿件上設(shè)定有若干個應(yīng)變測點貼有應(yīng)變片(用焊錫連導線)，實驗梁。

第二桁架結(jié)構(gòu)梁2-2，與第一桁架結(jié)構(gòu)梁2-1的形狀結(jié)構(gòu)存在差異，但材料安配相同。

懸臂梁16，采用鋼扁條(360×40×3mm)制備；

砝碼18，2.0kg鑄鐵重塊，若干塊。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。