實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具，包括支撐架、蓋板和彈性橡膠棒，彈性橡膠棒由矩形截面桿、圓形截面安裝部、方形截面夾持部構(gòu)成，在矩形截面桿的外圓周面上設(shè)置有平行于中心線并等距分布的縱向線和垂直于中心線并等距分布的橫向線，支撐架由底座、對稱設(shè)置在底座左右兩側(cè)的支座構(gòu)成，每個支座的上方設(shè)置有一個蓋板，且支撐架與蓋板通過螺栓鎖緊在一起，圓形截面安裝部夾持在第一半圓形缺口與第二半圓形缺口圍成的圓孔內(nèi)，在每個蓋板的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞圓孔的角度刻線。能夠直觀、形象地展示實心矩形截面桿在扭轉(zhuǎn)時的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系，便于學(xué)生觀察理解，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【專利說明】實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及教學(xué)用具，用于演示實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形的教具。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)合圖1、圖2所示為實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形的情況，在實際教學(xué)過程中，僅靠理論講授學(xué)生感覺不真實、不直觀生動、不容易理解，往往達(dá)不到希望的效果，給教師的教學(xué)帶來不便。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種演示教具，能直觀、形象地展示實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形的現(xiàn)象，以便于學(xué)生觀察、理解。
[0004]為達(dá)上述目的，本實用新型提供的一種實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具，包括一個支撐架(I )、兩個蓋板(2 )和一個彈性橡膠棒(3 )，所述彈性橡膠棒(3 )由中部的矩形截面桿(3a)、對稱設(shè)置在矩形截面桿(3a)兩端的圓形截面安裝部(3b)、位于圓形截面安裝部(3b)外端的方形截面夾持部(3e)構(gòu)成，在矩形截面桿(3a)的外側(cè)壁上設(shè)置有若干平行于中心線并等距分布的縱向線(3c)和若干垂直于中心線并等距分布的橫向線(3d)，將矩形截面桿(3a)的外側(cè)壁分割成若干方格，所述支撐架(I)整體呈“L”形，由底座(la)、對稱設(shè)置在底座(Ia)左右兩側(cè)的支座(Ib)構(gòu)成,每個支座(Ib)的上方設(shè)置有一個所述蓋板(2),且支撐架(I)與蓋板(2)通過螺栓(4)鎖緊在一起，所述支座(Ib)的上端開有第一半圓形缺口(A)，蓋板(2)的下端開有第二半圓形缺口(B)，所述圓形截面安裝部(3b)夾持在第一半圓形缺口(A)與第二半圓形缺口(B)圍成的圓孔內(nèi)，在每個蓋板(2)的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞所述圓孔的角度刻線。
[0005]優(yōu)選為，所述角度刻線的起點位于第二半圓形缺口(B)中部的正上方，所有縱向線(3c)中有一條突出顯示。使用時，突出顯示的縱向線與角度刻線的起點重合，更能定量顯示出矩形截面桿變形與轉(zhuǎn)動角度的關(guān)系。
[0006]在彈性橡膠棒的矩形截面桿的外側(cè)壁上設(shè)置多條平行于中心線并等距分布的縱向線和多條垂直于中心線并等距分布的橫向線，從而在矩形截面桿的外側(cè)壁形成許多方格。彈性橡膠棒兩端的方形截面夾持部,可插入扭力扳手的套筒內(nèi)，通過扭力扳手對彈性橡膠棒施加一對大小相等、方向相反的力偶，會發(fā)現(xiàn)彈性橡膠棒表面發(fā)生如下變化:(I)各垂直中心線的橫向線和平行中心線的縱向線發(fā)生翹曲，即平面假設(shè)不再成立；(2)矩形截面桿外側(cè)壁上的方格，發(fā)生不同程度的歪斜，四周棱角處，方格直角未變，即無剪應(yīng)力，從棱角到截面各邊緣的中點，方格直角改變量逐漸增大，長邊中點最大，即橫截面上有剪應(yīng)力，長邊中點最大，棱角處剪應(yīng)力為零。
[0007]本實用新型的有益效果是:能夠直觀、形象地展示實心矩形截面桿在扭轉(zhuǎn)時的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系，以便于學(xué)生觀察、理解并掌握其變化過程和原理，并且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)前的示意圖。
[0009]圖2是實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形后的示意圖。
[0010]圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是圖3的C-C剖視圖。
[0012]圖5是圖3的分解示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0014]結(jié)合圖3—圖5所示的實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具，由一個支撐架1、兩個蓋板2、一個彈性橡膠棒3和若干螺栓4組成。彈性橡膠棒3由中部的矩形截面桿3a、對稱設(shè)置在矩形截面桿3a兩端的圓形截面安裝部3b、位于圓形截面安裝部3b外端的方形截面夾持部3e構(gòu)成，夾持部3e的橫截面為方形，與扭力扳手的套筒匹配。在矩形截面桿3a的外圓周面上設(shè)置有若干條平行于中心線并等距分布的縱向線3c、若干條垂直于中心線并等距分布的橫向線3d，將矩形截面桿3a的外側(cè)壁分割成若干方格。
[0015]支撐架I整體呈“L”形，由底座la、對稱設(shè)置在底座Ia左右兩側(cè)的支座Ib構(gòu)成，每個支座Ib的上方設(shè)置有一個蓋板2，且支撐架I與蓋板2通過螺栓4鎖緊在一起。支座Ib的上端開有第一半圓形缺口 A,蓋板2的下端開有第二半圓形缺口 B,圓形截面安裝部3b夾持在第一半圓形缺口 A與第二半圓形缺口 B圍成的圓孔內(nèi)，在每個蓋板2的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞圓孔的角度刻線。
[0016]最好是，角度刻線的起點位于第二半圓形缺口 B中部的正上方，所有縱向線3c中有一條突出顯示，可以用紅色或線條加粗的方式突出顯示其中一條縱向線3c。
[0017]該演示教具能直觀的觀察實心矩形截面桿在扭轉(zhuǎn)時的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系(即線條交叉形成的方格形狀的變化與扭力的關(guān)系)，可多次重復(fù)演示，經(jīng)濟(jì)環(huán)保安全；彈性橡膠棒3的兩端夾持部3e的橫截面為方形，可插入扭力扳手的套筒內(nèi)，矩形截面桿3a上面有多條與中心線平行的縱向線3c和與中心線垂直的橫向線3d，其中一條與中心線平行的橫向線3d突出顯示，縱橫交錯的線條形成許多方格。使用時，彈性橡膠棒3通過兩端的圓形截面安裝部3b放到支撐架上1，兩端的方形夾持部3e在支撐架I外，支撐架I與蓋板2用螺栓4固連在一起；讓突出顯示的橫向線3d與支撐架I上的刻度線起點重合。用扭力扳手的套筒，插入彈性橡膠棒3兩端的夾持部3e中，選擇相同的扭力、不同的方向扳動彈性橡膠棒3，可發(fā)現(xiàn)線條交叉形成的方格形狀發(fā)生改變，突出顯示的橫向線3d相對刻度線起點角度發(fā)現(xiàn)改變，隨扭力增加方格形狀與扭轉(zhuǎn)角度的變化也增加。
[0018]通過以上演示說明:(1)各垂直中心線的橫向線和平行中心線的縱向線發(fā)生翹曲，即平面假設(shè)不再成立；(2)矩形截面桿外側(cè)壁上的方格，發(fā)生不同程度的歪斜，四周棱角處，方格直角未變，即無剪應(yīng)力，從棱角到截面各邊緣的中點，方格直角改變量逐漸增大，長邊中點最大，即橫截面上有剪應(yīng)力，長邊中點最大，棱角處剪應(yīng)力為零。
【權(quán)利要求】
1.一種實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具，其特征在于:包括一個支撐架(I)、兩個蓋板(2)和一個彈性橡膠棒(3)，所述彈性橡膠棒(3)由中部的矩形截面桿(3a)、對稱設(shè)置在矩形截面桿(3a)兩端的圓形截面安裝部(3b)、位于圓形截面安裝部(3b)外端的方形截面夾持部(3e)構(gòu)成，在矩形截面桿(3a)的外側(cè)壁上設(shè)置有若干平行于中心線并等距分布的縱向線(3c)和若干垂直于中心線并等距分布的橫向線(3d)，將矩形截面桿(3a)的外側(cè)壁分割成若干方格，所述支撐架(I)整體呈“L”形，由底座(la)、對稱設(shè)置在底座(Ia)左右兩側(cè)的支座(Ib)構(gòu)成，每個支座(Ib)的上方設(shè)置有一個所述蓋板(2)，且支撐架(I)與蓋板(2)通過螺栓(4)鎖緊在一起，所述支座(Ib)的上端開有第一半圓形缺口(A)，蓋板(2)的下端開有第二半圓形缺口(B),所述圓形截面安裝部(3b)夾持在第一半圓形缺口(A)與第二半圓形缺口(B)圍成的圓孔內(nèi)，在每個蓋板(2)的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞所述圓孔的角度刻線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實心矩形截面桿扭轉(zhuǎn)變形演示教具，其特征在于:所述角度刻線的起點位于第二半圓形缺口(B)中部的正上方，所有縱向線(3c)中有一條突出顯示。
【文檔編號】G09B23/10GK203588525SQ201320777727
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】唐波 申請人:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院