一、产品简介
“力法实验验证教具”是结构力学教学中用于验证超静定结构分析的力法原理的教学实验装置。
该教具通过模拟“解除多余约束—施加载荷—位移补偿—测量反力”的完整过程，将抽象的力法求解步骤转化为可观察、可操作的物理实验，直观展示叠加原理与变形协调条件在结构分析中的作用。
装置结构稳固、操作精确，实验结果可量化比对，适用于高校结构力学、工程力学、桥梁结构与实验力学等课程，是帮助学生理解超静定结构内力计算逻辑与理论精髓的核心教学模型。
二、主要功能
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直观验证力法基本原理：
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模拟“解除多余约束—建立基本体系—施加载荷—补偿位移”的全过程；
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演示力法方程的物理意义：δ₁₁·X₁ + Δ₁P = 0。
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展示叠加原理与变形协调关系：
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通过加载与位移测量对比，验证叠加原理在超静定结构分析中的应用；
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可精确测量荷载作用下的挠度与约束力变化。
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进行实验数据与理论结果比对：
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测量多余约束力X₁、荷载位移Δ₁P；
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与理论计算值比较，验证力法计算正确性。
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辅助教学与科研：
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可作为课程教学实验、课堂演示及科研验证工具；
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帮助学生理解静定与超静定结构的区别。
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三、可开展实验
| 实验项目 | 实验内容 | 教学现象与目标 |
|---|---|---|
| 实验一：基本体系建立 | 移除中间支座形成静定梁体系 | 直观理解“解除多余约束”的概念 |
| 实验二：荷载位移测量 | 在指定位置施加载荷并测挠度 | 测得Δ₁P，建立荷载–位移关系 |
| 实验三：位移补偿实验 | 顶起中间支座恢复原位置 | 实现“变形协调条件：位移为零” |
| 实验四：测定多余约束力 | 读取力传感器显示值 | 实测多余约束力X₁，与理论对比验证力法正确性 |
四、技术参数
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 主体结构 | 二跨连续梁模型（一次超静定结构） |
| 材料 | 铝合金梁体 + 钢制支座与螺杆机构 |
| 支座配置 | 两端铰支座 + 中间可调约束支座 |
| 加载方式 | 可悬挂砝码加载（0–5 kg） |
| 位移测量 | 百分表式位移计（精度 0.01 mm） |
| 力测量 | 微型力传感器（精度 ±1%FS） |
| 模型尺寸 | 约 800 × 300 mm |
| 实验形式 | 桌面式操作，可重复加载实验 |
| 适用课程 | 结构力学、桥梁结构、工程力学、实验力学 |
| 使用对象 | 高校师生、科研人员、教学实验中心 |
五、产品优势
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理论与实验高度对应：每一步实验操作均与力法计算逻辑严格匹配；
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可量化测量：配有高精度力与位移传感器，可进行数值验证；
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教学演示直观：使抽象的方程推导转化为可观测物理现象；
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实验结果稳定：多次实验重复性好，误差小于5%；
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模块化结构设计：支座可拆装、调节方便，适合教学演示与科研。
六、应用范围
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高校土木、桥梁、建筑及机械工程专业课程教学；
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结构力学与工程力学实验教学中心；
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超静定结构受力分析、内力分配验证；
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工程结构分析与科研验证实验。
