多功能力學實驗室綜合試驗臺設備

一．試驗臺功能介紹 (教學設備|教學儀器)
該試驗臺為力學實驗提供了一種多功能實驗平臺，本臺集直梁彎曲、等強度梁彎曲、彎扭組合與純扭轉、拉伸與壓縮變形、動態梁及沖擊桿六種裝置為一體，組合成綜合式的實驗設備。試驗臺采用組合式杠桿傳遞載荷、螺旋連續加載。載荷、位移傳感器和應變信號經多通道測試系統放大、模數轉換，由計算機處理顯示，軟面板操作，實現數字化測試，具有動靜態測試功能，該試驗臺屬國內領先。



圖（ 1 ）試驗系統結構框圖

該試驗臺具有組合開設材料力學各類實驗的功能和組合進行各類基本實驗技能訓練的功能，應用該實驗臺可開設十八大項實驗，且每一項實驗可以設計出多種實驗方案來完成，大部分實驗項目為設計性和綜合性實驗。

圖（ 2 ）試驗臺外觀圖
二、試驗臺實驗裝置及布片圖
1 、實驗裝置
① 直梁彎曲實驗裝置及布片
② 等強度梁彎曲實驗裝置及布片
③ 彎扭圓筒實驗裝置及布片
④ 拉壓實驗裝置及試件布片
⑤ 動態測試裝置及試件布片
動態梁裝置及試件布片
⑥沖擊桿裝置及試件布片
沖擊桿裝置及試件布片
圖 (3) 試驗臺各實驗裝置及布片

圖（ 4 ）試驗臺裝置框圖

2 、裝置布片與面板接口對照圖

圖 (5) 試件布片與面板接口對照圖
三、試驗臺動靜態測試系統
試驗臺測試系統中載荷、位移和應變的信號經多通道測試系統，采集放大，模數轉換，由計算機處理顯示。本系統具有 10 路應變通道，每路通道均可以連接為 1/4 橋、半橋和全橋，適用于各種橋路測試。通過系統軟件，軟面板操作，全數字化智能設計。各通道自動切換，橋路自動平衡。設有掃描采樣、定點采樣、定載荷采樣，實時數據、曲線顯示，測試數據既可以顯示為數據列表，也可以顯示為圖形。每個通道均可以實現動態測試，顯示動態波形和數據。具有存儲打印等功能。

圖 (6) 動靜態綜合測試儀
應用軟件設置流程如圖（ 7 ）所示。

圖 (7) 試驗臺測試系統數據采集處理流程圖
四、試驗臺主要性能指標
1 ．試驗臺的主要技術指標
（ 1 ）載荷范圍： 0 ～ 3000N （ 2 ）位移范圍： 0.01~ 15mm （另配）
（ 3 ）杠 桿 比： 1:1 1:6 1:10 （ 4 ）載荷靈敏度： 1N
（ 5 ）載荷誤差： 2% （ 6 ）過載能力： 150%
（ 7 ）外形尺寸： 800×500× 1200mm （ 8 ）重 量： 100 ㎏
2 ．動靜態應變測試系統性能指標
（ 1 ）工作電壓： 220V 50Hz 交流電 （ 2 ）通 道 數： 12 路 載荷 1 路位移 1 路
（ 3 ）量 程： 微應變 （ 4 ）接橋方式： 全橋 半橋 1/4 橋
（ 5 ）自動橋路平衡：平衡時間約為 2 秒 平衡調 （ 6 ）增益范圍可調容量通過計算機可擴節范圍為使用電橋電阻的 展到 100M
（ 7 ）采樣頻率多檔選擇 10K 、 1K 、 100 （ Hz ） （ 8 ）靈敏度： 1 個微應變
（ 9 ）精 度： （ 10 ）線性度：
（ 11 ）信噪比： >60db （ 12 ）頻響范圍： 0~10KHz
（ 13 ）輸入阻抗：
3 此試驗臺可開設的實驗項目
（ 1 ） 純彎曲正應力實驗 （驗證性）
（ 2 ） 疊梁彎曲正應力實驗 （綜合性）
（ 3 ） 測定材料彈性模量及泊松比（設計性）
（ 4 ） 直梁彎曲實驗 （驗證性）
（ 5 ） 測量電橋應用實驗 （驗證性）
（ 6 ） 撓度測量實驗 （設計性）
（ 7 ） 應變片靈敏數標定實驗 （驗證性）
（ 8 ） 應變花測定主應力實驗（設計性）
（ 9 ） 單一內力素測定實驗 （設計性）
（ 10 ） 拉彎組合變形實驗 （設計性）
（ 11 ）拉壓變形實驗 （驗證性）
（ 12 ） 彎扭組合變形實驗 （設計性）
（ 13 ）靜不定圓環測量實驗 （設計性）
（ 14 ） 壓桿穩定實驗 （驗證性）
（ 15 ）等強度梁動應變測試 （綜合性）
（ 16 ） 動荷系數測定實驗 （綜合性）
（ 17 ）瞬態應變實驗 （綜合性）
（ 18 ） 穩態動應力實驗 （綜合性）
六、試驗臺配置及推廣
（一）標準配置
1 主體臺架一臺 2 動靜態測試儀器一臺
3 純彎梁一件 4 等強度梁一件
5 彎扭圓筒一件 6 偏拉件一件
7 拉伸件一件 8 撓度計一個
9 壓桿一件 10 沖擊桿一件（動態用）
11 載荷傳感器一個 12 儀器配套軟件
13 使用說明書
（二）選用配置
15 疊梁一件 16 動態梁一件（動態用）
17 圓環一件 18 位移傳感器一個
19 方直梁一件 20 磁性支架一個
（三）用戶自己準備
1 計算機及桌椅 2 千分表
3 使用環境（包括電源、網線等）
項目二 網上實驗方案設計軟件
網上實驗方案設計系統，在材料力學實驗中，配套組合試驗臺，開發出了網上實驗方案設計系統。該軟件包含十二個實驗項目，可以組合 50 多種實驗方案。應用此軟件進行方案設計，對同一實驗項目可以設計出多種實驗方案。就每一方案而言，要分析選擇不同的裝置、試件、測點；不同的應變片、補償方式、橋路連接、橋臂系數；不同的杠桿比、加載方式；不同的應力狀態，計算公式。通過一系列的分析選擇而后組成一個實驗方案，打印輸出。此實驗方案設計系統屬國內首創。
項目三 試驗臺實驗教學監控系統
此系統為應用綜合試驗臺進行實驗教學配套的實驗軟件，試驗臺配置的計算機連接成局域網，通過局域網使試驗臺操作的過程及數據曲線實時傳送到監控的服務器，使指導教師更方便的掌握全班學生實驗情況。
項目四 虛擬演示軟件
此軟件為綜合試驗臺進行實驗教學配套的實驗軟件，可以不必在實驗室的試驗臺上進行實際的實驗操作，只是在計算機上就可以進行實驗的虛擬演示，使學生全面了解實驗的全部過程。
項目五 旋轉構件綜合實驗臺
該實驗臺配置有純扭轉構件、彎扭組合變形構件、簡支梁和懸臂梁構件，調速電機動態加載、力錘瞬態加載，應變式傳感器測力，應用遙測應變儀進行測試，計算機顯示處理數據�？梢蚤_設旋轉構件動應力的遙測實驗、軸承動反力測試實驗及振動測試等三個方面的實驗。
項目六 運動分析裝置
該裝置采用金屬板件結構，將理論力學常見典型機構演變為平面運動裝置。利用該裝置既可以描繪運動軌跡，又將理論力學的概念、原理和機構融匯于一體，開創了理論力學實驗的新形式，具有獨創性和新穎性。應用該裝置可開設復合運動分析、剛體基本運動特性分析和力學建模三項實驗 .