三刚片教具 — 多体几何稳定性与结构体系演示模型

一、产品简介

“三刚片教具”是结构力学教学中用于演示多体体系的几何稳定性与运动学特性的教学实验装置。
该装置在“两刚片教具”的基础上扩展为三刚片体系，可通过不同铰接与链杆布置方式，直观展示三刚片体系的几何不变体系、几何瞬变体系与几何常变体系。
设备结构精巧、构型灵活，是高等院校结构力学、工程力学、建筑结构原理课程中用于教学演示和学生实验的理想模型。

教具采用高强度透明有机玻璃刚片及6061-T6铝合金连杆组成，模块化快拆结构设计，便于组装与演示，可多次重复使用，适合课堂讲解、分组实验及科研展示。

二、主要功能

1. 演示多刚片体系的几何稳定性原理：

   • 展示由两个刚片扩展至三个刚片后体系稳定性的变化规律；

   • 验证“多刚体体系稳定的充要条件”为“任意三个铰不在同一直线上”。

2. 比较不同几何布置的运动学特征：

   • 当三个铰点不共线时，体系为几何不变体系，结构稳定；

   • 当三个铰点共线或虚铰共线时，体系处于几何瞬变状态，可发生微小相对运动；

   • 特定布置下形成常变体系，演示多刚体机构的运动模式。

3. 可拓展教学演示内容：

   • 结合“两刚片教具”实现从单体到多体稳定规律的连续教学；

   • 支持平面机构、构件约束、自由度分析等课程实验；

   • 可配合多媒体教学或视频展示实现立体教学效果。

三、可开展实验

四、技术参数

五、产品优势

• 教学系统性强：与“两刚片教具”配套使用，构成完整的几何稳定性教学体系；

• 可视化展示直观：清晰呈现多刚体体系的稳定与失稳状态；

• 组合灵活多样：支持不同铰点、链杆构型组合；

• 安装维护便捷：模块化设计，组装、拆解快速；

• 经久耐用：采用高强度透明材料及铝制部件，寿命长、抗冲击。

六、应用范围

• 高校结构力学、建筑结构与机械原理课程教学实验；

• 工程结构稳定性演示与验证；

• 教学科研展示及课堂互动教学；

• 力学实验中心、结构教学实验室及教育装备展演平台。