作品名稱:一種材料力學多功能實驗裝置
學校名稱:桂林電子科技大學
參賽隊伍:桂翎隊
參賽學生:王鍇鑫 羅家興 方琳靈
指導老師:黃柳鈞
在工科院校中,材料力學、工程力學等課程的力學實驗是非常重要的一個環節。但是,在實驗中使用到的力學綜合實驗裝置,往往是手動轉盤來實現加力頭的升降以及缺少純扭轉實驗項目。
針對這種情況,我們團隊在保持原有實驗項目的基礎上,增加純扭轉實驗項目,并由單片機控制的步進電機來實現加力頭的升降,設計出新型的材料力學多功能實驗裝置。
在設計的過程中我們結合三維掃描技術與3D打印技術,重視設計創意和團隊合作,同時結合先進的制造方法,進行產品計算機輔助設計與制造。
裝置簡介:
我們所設計的新型力學多功能組合實驗裝置是基于傳統的材料力學多功能組合裝置上,經過在底盤上增加純扭轉實驗裝置以及增加由單片機控制的步進電機轉動,帶動傘形齒輪轉動,從而實現安裝在升降螺桿上的加力頭的升降。
功能:
該裝置可以用于理工科院校中材料力學實驗、工程力學實驗中的拉伸實驗、彎曲正應力實驗、等強度梁實驗、彎扭組合實驗、純扭轉實驗,相對于傳統的實驗裝置,操作更簡易,精確度更高,更加具有靈活性,可供操作的實驗更多。
創新點:
1.利用單片機對步進電機地控制,使步進電機在無需手動推動加力手輪的情況下實現對加力頭進行升降的精確控制,即單獨通過簡單的按鈕來完成儀器升降的控制。
2.設計增加了純扭轉實驗裝置,在薄壁圓管兩端采用軸承及其他輔助裝置,使圓管兩端可以自由轉動,在施加力矩后,薄壁圓管發生變形,再通過粘貼在薄壁圓管上的電阻應變片感應傳輸到電阻應變儀上讀出應變值,從而完成純扭轉實驗。