壓杆穩定試驗機的製作方法

2023-05-20 11:05:21

專利名稱：壓杆穩定試驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量細長壓杆臨界壓力的試驗機，尤其是既能用材料力學方法、又便於用振動力學方法測量壓杆臨界壓力的試驗機。
背景技術：
目前，公知的細長壓杆的臨界壓力的測量方法是材料力學方法，即沿細長杆軸線緩慢地施加壓力，受壓試件的平衡失去穩定時的壓力就是臨界壓力。但是振動力學的理論說明還可以用振動力學方法測量細長壓杆的臨界壓力，即在不同軸向壓力下測量細長壓杆橫向振動的固有頻率，然後根據這些多次測量所得的數據求出細長壓杆的臨界壓力。然而目前流行的電子萬能試驗機的兩側有直立的導向柱，這兩個導向柱使得測量試件橫向振動和撓度的操作空間受到了限制，同時兩個導向柱和實驗教師(需多次進行激振操作)的身體一圍，就極大地限制了學生的觀察空間。

發明內容
本發明是為克服現有試驗機存在的操作空間小、學生觀察不方便的弊端，而提供的一種壓杆穩定試驗機。本壓杆試驗機可以為實驗者和學生提供大的操作空間和觀察空間，完成用材料力學方法和振動力學方法測量細長壓杆臨界壓力的綜合實驗。本發明為達到上述目的所採取的技術方案是取消普通試驗機都有的導向立柱，將試驗機機座1設計為水平長條形，變整機立式結構為水平長條形的臥式結構；本試驗機包括試驗機機座1、測力系統2、左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4、加載系統5和位移傳感器6，測力系統2、左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4和加載系統5沿機座1的水平軸線順次安裝在試驗機機座1上，待測試件7由左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4夾持，用來測量試件撓度和橫向振動的位移傳感器6布置在待測試件7的一側位置。測力系統2的測力傳感器2-2和位移傳感器6的信號都送到計算機去處理，得到用材料力學方法和振動力學方法測量的壓杆臨界壓力。本發明的有益效果是本試驗機水平臥式，沒有導向柱的結構布置有效地擴大了實驗者的操作空間和學生的觀察空間，且整機結構輕巧，可以放置在寫字檯那樣的桌面上，以便於操作；測力傳感器2-2與測力傳感器安裝座2-1連接的一端在實驗過程中始終靜止，另一端受左卡具3-2傳來的軸向力作用，有利於提高軸向力的測量精度；直流調速的電動機5-1與機械減速器5-2相結合有很大的減速比，可以得到足夠低的加載速度；手輪5-3與電機5-1同軸，使得加載方式可以機動，也可以手動，在機動加載時手輪還可以顯示電動機低速轉動的方向。在本試驗機上還可以做多種其他力學實驗，利於推廣應用。


圖1是本發明產品原理示意圖，圖2是本發明整體結構的主視圖，圖3是圖2的俯視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一參照圖1、圖2、圖3，本實施方式包括試驗機機座1、測力系統2、左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4、加載系統5和位移傳感器6，所述測力系統2、左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4和加載系統5沿機座1的水平軸線順次安裝在試驗機機座1上，待測試件7由左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4夾持，用來測量試件撓度和橫向振動的位移傳感器6布置在待測試件7的一側位置，可以根據實驗的實際情況進行調整。
左裝卡支承系統3包括左支架3-1和左卡具3-2，左卡具3-2裝在左支架3-1的軸孔內；右裝卡支承系統4包括右支架4-1和右卡具4-2，右卡具4-2裝在右支架4-1的軸孔內；所述左卡具3-2和右卡具4-2夾持試件7且與試件7同軸，左支架3-1和右支架4-1固定在機座1上。左卡具3-2的左端與測力傳感器2-2同軸連接，右卡具4-2的右端與壓力頭5-5同軸連接。
測力系統2由固定在機座1上的測力傳感器安裝座2-1和測力傳感器2-2組成，所述測力傳感器2-2的左端與測力傳感器安裝座2-1的右端連接，該連接端在實驗過程中固定不動，測力傳感器2-2的右端與左卡具3-2的左端連接，測力傳感器2-2的右端接受來自左卡具3-2左端傳來的軸向力，測力傳感器2-2和位移傳感器6的信號都送到計算機去處理，得到用材料力學方法和振動力學方法測量的壓杆臨界壓力。
加載系統5由電動機5-1、機械減速器5-2、手輪5-3、滾珠絲槓副5-4和壓力頭5-5組成。機械減速器5-2由兩級蝸輪蝸杆減速器構成。所述機械減速器5-2的輸入軸的右端裝有直流調速的電動機5-1，機械減速器5-2的輸出軸與滾珠絲槓副5-4的絲槓5-4-1連接，滾珠絲槓副5-4的螺母5-4-2上則固接有壓力頭5-5，壓力頭5-5與右卡具4-2的右端連接且同軸，由壓力頭5-5通過右卡具4-2對試件7施加軸向力，調整電動機的轉速，可以調整壓力頭5-5對試件加載的速度。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在於，在機械減速器5-2輸入軸的左端還裝有手輪5-3，手工轉動手輪5-3可實現手動加載和適應裝卡試件的需要。在機動加載時手輪還可以顯示電動機低速轉動的方向、轉動的快慢和轉動是否均勻。
權利要求
1.一種壓杆穩定試驗機，它包括試驗機機座(1)、測力系統(2)、左裝卡支承系統(3)、右裝卡支承系統(4)、加載系統(5)和位移傳感器(6)，其特徵在於所述測力系統(2)、左裝卡支承系統(3)、右裝卡支承系統(4)和加載系統(5)沿機座(1)的水平軸線順次安裝在試驗機機座(1)上，待測試件(7)由左裝卡支承系統(3)、右裝卡支承系統(4)夾持，用來測量試件撓度和橫向振動的位移傳感器(6)布置在待測試件(7)的一側位置。
2.根據權利要求1所述的壓杆穩定試驗機，其特徵在於左裝卡支承系統(3)包括左支架(3-1)和左卡具(3-2)，左卡具(3-2)裝在左支架(3-1)的軸孔內；右裝卡支承系統(4)包括右支架(4-1)和右卡具(4-2)，右卡具(4-2)裝在右支架(4-1)的軸孔內；所述左卡具(3-2)和右卡具(4-2)夾持試件(7)且與試件(7)同軸，左支架(3-1)和右支架(4-1)固定在機座(1)上。
3.根據權利要求1所述的壓杆穩定試驗機，其特徵在於測力系統(2)由固定在機座(1)上的測力傳感器安裝座(2-1)和測力傳感器(2-2)組成，所述測力傳感器(2-2)的左端與測力傳感器安裝座(2-1)的右端連接，測力傳感器(2-2)的右端與左卡具(3-2)的左端連接且同軸。
4.根據權利要求1、2或3所述的壓杆穩定試驗機，其特徵在於所述加載系統(5)由電動機(5-1)、機械減速器(5-2)、手輪(5-3)、滾珠絲槓副(5-4)和壓力頭(5-5)組成，所述機械減速器(5-2)的輸入軸的兩端分別裝有電動機(5-1)和手輪(5-3)，機械減速器(5-2)的輸出軸與滾珠絲槓副(5-4)的絲槓(5-4-1)連接，滾珠絲槓副(5-4)的螺母(5-4-2)上則固接有壓力頭(5-5)，壓力頭(5-5)與右卡具(4-2)的右端連接且同軸。
5.根據權利要求4所述的壓杆穩定試驗機，其特徵在於所述機械減速器(5-2)由兩級蝸輪蝸杆減速器構成。
6.根據權利要求4所述的壓杆穩定試驗機，，其特徵在於所述加載系統(5)的手輪(5-3)與電動機(5-1)同軸。
全文摘要
壓杆穩定試驗機，涉及一種既能用材料力學方法、又便於用振動力學方法測量壓杆臨界壓力的試驗機。本發明包括試驗機機座1，還包括沿機座1的水平軸線順次安裝在機座1上的測力系統2、左裝卡支承系統3、右裝卡支承系統4和加載系統5；測量試件撓度和橫向振動的位移傳感器6布置在試件7的一側位置。測力傳感器2－2和位移傳感器6的信號都送到計算機去處理，得到用材料力學方法和振動力學方法測量的壓杆臨界壓力。本試驗機水平臥式、沒有導向柱的結構布置使得實驗者的操作空間和學生的觀察空間遠大於現有電子萬能試驗機的相應空間，且本發明整機結構輕巧，加載方式可以機動，也可以手動，在機動加載時手輪還可以顯示電動機低速轉動的方向。
文檔編號G01N3/00GK1664549SQ200510009858
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月28日 優先權日2005年3月28日
發明者陳明, 張秋華, 孫毅 申請人:哈爾濱工業大學