一、产品简介
“钢架机动法影响线教具”是结构力学教学中用于演示超静定结构影响线原理与缪勒–布雷斯劳(Müller-Breslau)定理的核心实验装置。
该教具通过门式刚架结构模型,结合支座可调机构与节点刚铰转换装置,可直观展示静定与超静定结构影响线形态的差异,帮助学习者建立影响线与变形曲线对应关系的物理直觉。
教具结构采用高强度铝合金框架 + 钢制节点,配备可控支座位移与刚接-铰接可切换模块,可多次重复操作。适用于高等院校的结构力学、工程力学、桥梁结构原理及结构分析方法课程教学实验。
二、主要功能
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直观验证缪勒–布雷斯劳原理:
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演示“单位位移法”求取影响线的基本思想;
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通过撤除约束、施加单位位移或转角,直接观察变形曲线形态。
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展示静定与超静定结构影响线差异:
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静定结构影响线:折线形、变形集中于铰点;
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超静定结构影响线:连续光滑曲线,体现弹性弯曲特性。
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支持多种内力与反力分析实验:
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支座竖向反力影响线;
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框架节点弯矩影响线;
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梁段剪力或弯矩影响线可扩展演示。
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教学辅助与科研应用:
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可作为课堂模型、演示设备与实验教学平台;
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支持学生自主操作、观察与绘制影响线形态。
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三、可开展实验
| 实验项目 | 实验内容 | 主要现象与教学目标 |
|---|---|---|
| 实验一:支座竖向反力影响线 | 释放支座约束并施加竖向单位位移 | 梁体产生光滑弯曲曲线,对应支座反力影响线 |
| 实验二:节点弯矩影响线 | 拆除节点刚接钢片,施加单位转角 | 观察梁柱转角处变形曲线,理解节点弯矩影响线形状 |
| 实验三:静定与超静定对比 | 对比桁架与刚架影响线形态 | 折线形与曲线形影响线差异清晰,强化结构性质认知 |
| 实验四(扩展):剪力与跨中弯矩影响线 | 可选配截面释放模块 | 观测剪力、弯矩影响线曲线变化规律 |
四、技术参数
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 主体结构 | 门式刚架模型(铝合金立柱 + 钢制梁) |
| 节点形式 | 可切换刚接/铰接节点(可拆钢片结构) |
| 支座配置 | 一侧固定铰支座 + 一侧滚动支座 |
| 位移调节机构 | 高精度丝杆微调机构(±10mm) |
| 模型尺寸 | 约 700 × 500 × 80 mm |
| 演示形式 | 桌面式 / 架设式手动操作 |
| 实验精度 | 变形可重复、曲线形态稳定 |
| 适用课程 | 结构力学、桥梁结构、结构分析与实验力学 |
| 使用对象 | 高校师生、科研人员、结构实验中心 |
五、产品优势
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物理直观性强:变形曲线即为影响线形状,学习效果直观;
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节点转换灵活:刚接/铰接切换快速,实现多种实验形式;
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高精度位移控制:配有微调机构,单位位移施加精确可控;
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对比性强:可与桁架、伸臂梁教具组合演示,系统化教学;
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材料耐用:采用航空铝与结构钢,长期使用无变形。
六、应用范围
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高校土木、建筑、桥梁及机械工程类课程教学;
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结构力学实验教学中心;
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结构变形与内力关系可视化教学;
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工程结构分析与科研验证实验。


