【材料力學綜合實驗裝置】
功能、作用介紹：
材料力學綜合實驗裝置功能介紹
一、概述
材料力學實驗裝置可進行多種加載方式下的梁的彎曲應力實驗、復合應力實驗、薄壁桿實驗、疊梁實驗和位移互等定理等實驗。此實驗裝置的最大特點是一方面加載裝置可在水平面內任意移動，能夠實現在任意位置的加載，另一方面將多個實驗內容集中放置，共用一套加載裝置，節省了成本。該實驗裝置是一種基礎型、綜合型和研究型為一體教學實驗。
材料力學實驗裝置由梁、折桿、開口薄壁、懸臂梁和疊梁構成。所有構件布置在同一平面上。構件的上部有一可垂直向下加力的裝置，內有一力傳感器以測量加載的大小。此加力裝置可在水平面內移動對任一構件上表面的任何部位施加壓力。配置兩個電渦流式位移傳感器，用于測量折桿和開口薄壁桿的位移。力和位移信號輸入到力-位移測試儀。梁、折桿、和疊梁貼有電阻應變片，應變信號輸入到程控靜態應變儀。
由于加載裝置可以任意移動，加載位置可自行選定，這就給學生提供了自行設計實驗和研究問題的空間，有助于啟發學生思維，培養學生解決問題的能力。
二、實驗裝置組件
材料力學綜合實驗裝置
程控靜態應變儀
電渦流式位移傳感器
力-位移測試儀
三、技術參數
外形尺寸：長600 mm，寬560 mm，高680mm;加載行程：70mm
載荷量程：2000 N;測量誤差：?1% FS
位移量程：4 mm (電渦流式位移傳感器2支);測量誤差：?1% FS，分辨率：1?m
注：程控靜態應變儀與電渦流式位移傳感器均為采購產品。
四、實驗功能
(1)梁的三點彎曲試驗(橫力彎曲)
(2)梁的四點彎曲試驗
(3)圣維南區應力分布
(4)應力集中測試
(5)梁的變形實驗
(6)主應力實驗
(7)剪力測試
(8)位移和功的互等實驗
(9)切應力測試
(10)應變片接橋方法練習。
(11)疊梁彎曲應力分析
(12)單梁應力分析
(13)彈性模量和泊松比的電測法測試
(14)等強度梁應力分析(可選)
(15)開口薄壁桿件的彎曲中心測試
(16)學生自主實驗
2.實驗功能描述
(1)梁的彎曲應力實驗
梁的中央部位被加工成T型截面，兩端為矩型截面，T型截面部位貼有兩列電阻應變片。梁為合金鋁材料。梁的彎曲實驗內容：三點彎曲試驗、四點彎曲試驗、圣維南區應力分布、應力集中測試和梁的變形試驗等。
(2)折桿組合實驗
折桿結構由鋁合金薄壁圓筒和鋁合金矩形截面的伸臂構成。圓筒一端固定，通過旋轉加力手柄可在伸臂上施加集中載荷(比如，載荷作用在伸臂外端)，圓筒在此載荷作用下發生扭彎組合變形，外伸臂發生彎曲變形。載荷作用點距圓筒形心距離為b，圓筒上貼有45°應變花。折桿組合實驗內容：主應力實驗、剪力測試、位移和功的互等實驗、中性軸上切應力測量實驗、應變片接橋方法練習等。
(3)疊梁應力實驗
疊梁由兩個尺寸、材料完全相同的矩形截面梁構成。兩梁重疊放置，一端固定，一端自由。在距自由端3mm處有銷釘孔，插入銷釘時，兩梁連接為一體。在圖示部位貼有電阻應變片用于測量彎曲應力，當外力施加于梁使之發生彎曲變形時，若無銷釘近似于兩個單獨的梁，若有銷釘趨向于整體梁的作用。測量梁的應力分布，可以反映有無銷釘時應力分布的特點。疊梁材料為鋼材。疊梁應力實驗內容：疊梁彎曲應力分析、單梁應力分析、彈性模量和泊松比的電測法測試、等強度梁應力分析(可選)等。
(4)彎曲中心實驗
槽形截面的薄壁桿，一端固定，一端自由。在自由端焊接一與此桿軸線垂直且位于水平面內的橫桿。橫桿兩端下方各安裝有一只電渦流式位移傳感器(注：整個裝置只有兩個電渦流式位移傳感器，互等原理實驗與此實驗共用，使用時根據實驗的內容拆卸和重新安裝)。桿件材料鋼材。彎曲中心實驗內容，開口薄壁桿件的彎曲中心測試等。
(5)材料力學綜合實驗裝置的基本特點是：
加力裝置可在水平面內移動對任一構件上表面的任何部位施加載荷，這使得學生可以充分發揮其想象力與創造力，在正常操作的前提下任意組合實驗內容或是進行各種新的嘗試。
作品名稱：材料力學綜合實驗裝置
完成單位：天津大學機械工程學院力學工程實驗中心
