组合式桁架结构教学试验装置的设计与开发.PDF

维普资讯 第 4 期 马惠敏等 ：组合式桁架结构教学实验装置的设计与开发 81 5 Bloch AM ，Krishnaprasad PS，MarsdenJE，eta1．Non- 7 Cort6sJ．Geometric，Controland NumericalAspects of holonom icMechanica1Systemswith Symmetry．Arch R0￡ NonholonomicSystems．Berlin：Springer-Verlag，2002 M echAna1．1996．136：2l一99 8梅凤翔．非完整系统力学基础．北京：北京工业学院出版社， 6CantrijnF，deLe6nM，MarreroJC，Mart’indeDiegoD． 1985 Reductionofnonholonomicmechanicalsystemswith sym- 9 Rosenberg R．AnalyticalDynam icsofDiscreteSystems． metries．RepMathPhys，1998，42(1-2)：25~45 New York：Pleam Press，1977 组合式桁架结构教学实验装置的设计与开发 马惠敏 汤红卫 谢东海 (山东大学土建与水利学院，济南 250061) 摘要 介绍组合式桁架结构教学实验装置 的基本原理和功 由载荷引起的应变值，通过该钢板条材料的弹性模量 E，计 能．简述桁架实验的操作过程和计算方法．通过具体的实验 算出该杆的应力值 数据，证明该实验装置测试效果良好． dr： E ．￡ 关键词 桁架结构模型，电测法，载荷传感器 本装置是一种组合式多功能实验装置，在一台装置中可 利用不同数 目的钢板条和销钉搭配出不同种桁架结构，如图 现有的材料力学应力测试实验，在理工科院校是一项重 2屋顶，图3桥梁等，一机多用，占地小，操作简单，经济 要的实验课程，现在大多数院校的实验装置基本上有两种： 实用，改变了传统装置的互换性差，效率低等缺点． 采用纯弯曲小梁和小型曲拐的应力测试实验，主要是验证教 材内容，缺少结合工程结构综合型设计型的教学实验内容， 为了填补这一缺陷，我们研制了组合式桁架结构教学实验模 型，主要是模拟桁架结构对其进行应力测试，让学生了解工 程结构问题的试验方法，培养学生解决工程实际问题应力测 试的能力． 1基本结构 图2 屋顶示意图 实验台由矩形截面钢板条、联接片、销钉、立柱、底座、 加载系统、载荷传感器等构成，实验装置 (图1)全部采用不 锈钢材料做成． 图3桥梁示意图 3试验测试与计算 为了验证装置的测试精度，在桁架的E点和D 点分别 加载进行了测试和理论计算 (图4)． 图 l 实验装置照片 2 测 试 试验时各杆件上粘贴单向电阻应变片，串接成半桥电 路，连接到电阻应变仪上，加载方式采用蜗轮蜗杆传动系统 加载，可根据测试需要在桁架的各节点 A，B，C，D，E， G 通过移动加载系统在不同节点上加载，