材料力学创新组合实验台
技术要求
Revised by Liu Jing on January 12, 2021
材料力学创新组合实验台技术要求
一、基本实验功能
组合实验台要求完成以下7种基本实验：
1.纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验；
2.电阻应变片灵敏系数的标定；
3.材料弹性模量E，泊松比μ的测定；
4.偏心拉伸实验；
5.弯扭组合受力分析；
6.悬臂梁实验；
7.压杆稳定实验。
二、创新组合实验装置
创新组合实验装置主要以两个置于滑轨上可以推拉固定的直角刚架为基本构件，其下部为可伸缩固定的梁杆，其中一个要求配备等强度梁备件。两个梁杆拉出工作时，套筒内部分能够紧固，端部可以对接嵌套在一起。两侧立柱可以搭接其它构件构成不同的组合结构。
（1）两个构件的两侧固定于滑轨上，能在立柱上搭接数种悬臂桁架，模拟雨篷等悬臂结构。此时为加载方便，可将梁杆推进套筒内（见图1）。
（2）为提高悬臂桁架的承载能力，减小变形，在上部加斜拉杆，即变成超
静定悬臂桁架（见图2）。
（3）将两个悬臂桁架对接在一起，可做出数种构型的超静定桁架，模拟屋架结构；若在上方再增加斜杆，可提高屋架刚度，增加超静次数。（见图3）。
（4）将两个构件的两侧链杆约束去掉，上部加一横杆，下部横杆拉出，且在自由端加下向荷载时，可构造出刚架与压杆的组合结构，可进行上部压杆，两侧和下部横杆弯曲试验观测（见图4）。
图2 平面桁架2构型 图3 平面桁架3构型 图4 刚架与压杆组合1 图5刚架与压杆组合2
图1 平面桁架1构型
（5）将两个构件的横杆嵌套在一起，上部加横杆，下部中间加垂直荷载，可构造出超静定刚架与压杆的组合（见图5）
三、技术要求
1．加载：实验台采用蜗杆机构以螺旋千斤进行加载，经传感器由力应变综合参数测试仪测力部分测出力的大小。
主要技术指标：
（1）试件最大作用载荷8kN；
（2）加载机构作用行程50mm；
（3）手轮加载转矩0～；
（4）加载速度0.12mm/转（手轮）；
要求荷载数码显示，具有过载保护功能。
2．应变测量
各杆件受力变形采用32节点7窗显示静态电阻应变仪测量，其中1窗显示荷载，6窗显示6个单点应变。
主要技术指标：
（1）测量范围：应变0~±19999με，拉压力测量适配满量程输出范围为~V 的拉压力应变传感器，能测N、kN、kg、t（分辨率±%）；
（2）零点不平衡范围：±10000με；
（3）灵敏系数设定范围：~ 基本误差：±%.±2个字；
（4）应变测量方式：1/4桥、半桥、全桥；
（5）零点漂移：±3με/4小时；±1με/℃；
（6）桥压：DC 2V；
（7）分辨率：1με；
（8）测点数：XL2118C——1点测力、32CH应变；
（9）显示：应变7位LED——2位测点序号、5位测量值；测力6位LED，4个测量单位指示灯N/kN/t/kg。
要求：（1）各杆件按实验测试要求贴好应变片；（2）应变片引出线尽可能短，做成插件，实现应变仪与应变片的方便连接；（3）应变仪接线端要材料耐用，连接方便。
3．中控管理
要求配备教师管理软件，实现教师对多台组合实验台测试结果的监控，并具备数据存储、数据分析处理、图形显示、打印等功能。
4．整体结构
基本实验与创新组合实验统一布局在一个实验台上，要求整体结构稳重美观，布局合理，外表细腻光滑，没有尖锐边角，移动方便。各杆件防锈抗腐蚀，坚固耐用，拆装组合方便。