概述

结构套件来自 Matrix，涵盖了机械工程学科领域中七种常用的结构原理。我们的解决方案适用于的学院和大学。

结构系列向学生教授弯矩、剪切力、简支梁的反作用力、弯曲应力、梁的偏转、杆的扭转和销接框架。

特点

• 坚固的金属工作面板，带有可拆卸的腿，便于存放；

• 带有特殊模制盖的提手可在不使用时保护设备；

• 坚固耐用的组件，专为在教育实验室中使用而设计；

• USB 连接，轻松供电，同时收集和分析数据；

• 包含用于手动数据收集的内置 LCD 的套件中的墙壁插头；

• 所有 7 个套件均包含全面的免费课程和工作表。

弯矩

该套件允许学生将负载施加到悬挂在横梁上的吊架上，这些吊架固定在两个支架之间。一个支撑允许旋转运动，用作销钉支撑，而另一个允许平移运动，用作滚轮支撑。

称重传感器测量由于学生施加的负载而产生的弯矩，然后学生可以产生正负弯矩。可以在梁上施加点载荷和均匀分布的载荷，以便学生在实验中获得各种不同情况的经验。一个集成的称重传感器测量施加在切口上的力，并显示在内置的 LCD 显示屏上。

显示器具有用于实验设置的按钮归零功能。实验由连接到 PC 或墙上插头的 USB 电缆供电。如果USB通过PC端口连接，数据采集可以直接输出到excel或进一步的实验分析和模拟。

学习目标

• 由于变化的单点载荷而产生的切割弯矩

• 因移动单点载荷而产生的切割弯矩

• 由于均匀分布的载荷而产生的切割弯矩

• 由于点载荷和叠加的均匀分布载荷造成的切削弯矩

剪切力

该套件允许学生将负载施加到悬挂在横梁上的吊架上，这些吊架固定在两个支架之间。一个支撑允许旋转运动，用作销钉支撑，而另一个允许平移运动，用作滚轮支撑。

称重传感器测量由于学生施加的载荷而产生的弯矩，然后学生可以产生正负剪切力。可以在梁上施加点载荷和均匀分布的载荷，以便学生在实验中获得各种不同情况的经验。一个集成的称重传感器测量施加在切口上的力，并显示在液晶显示屏上。

显示器具有用于实验设置的按钮归零功能。实验由连接到 PC 或墙上插头的 USB 电缆供电。如果USB通过PC端口连接，数据采集可以直接输出到excel或进一步的实验分析和模拟。

学习目标

• 由于变化的单点载荷在切割处产生的剪切力

• 由于移动的单点载荷在切割处产生的剪切力

• 由于均匀分布的载荷在切割处产生的剪切力

• 由于点载荷和叠加的均匀分布载荷造成的切割剪切力

简支梁的反作用力

该产品允许学生探索带有支撑的梁上的反作用力行为。两个“简单支撑"的支撑连接到称重传感器，以便精确测量反作用力的加载参数。称重传感器输出连接到液晶显示器和USB干扰数据采集，用于进一步的实验分析。

横梁有一个测量指示器，用于精确测量支撑之间的距离，而两个支撑块都可以沿着轨道滑动，以探索不同长度的行为。横梁具有增量销，用于在不同位置悬挂重物以产生不同的点载荷，并且可以平衡顶部的重物以产生均匀分布的载荷。

也可以实现悬垂点载荷以产生负反作用力以显示力的方向。这使学生能够探索正反作用力和叠加原理。

学习目标

• 点载荷引起的反应

• UDL 引起的反应

• 悬垂引起的反应

• 由于支撑之间的距离不同，反作用力会发生变化

弯曲应力

弯曲应力结构产品为学生提供了一个带有 4 个应变仪的梁。然后将这些应变仪连接到后面板，允许简单的 4mm 香蕉插头插座连接来进行实验。

该实验探讨了施加载荷的梁中的弯曲应力。使用弯曲变形和应力方程，可以将理论值与实验输出进行比较。应变仪可以使用 4 毫米香蕉电缆连接成 3 种不同的惠斯通电桥配置。然后学生可以探索四分之一桥、半桥和全桥配置的行为。在没有应变仪的情况下，使用高精度电阻器构成惠斯通电桥。

LCD 显示屏显示惠斯通电桥输出的毫伏变化。用归零按钮重置实验。

实验由连接到 PC 或墙上插头的 USB 电缆供电。如果USB通过PC端口连接，数据采集可以直接输出到excel或进一步的实验分析和模拟。

学习目标

• 应力和应变关系

• 应变计作为仪器

• 通过实验和计算找到中性轴

• 四分之一、半和全惠斯通电桥应用，各有优缺点

梁的偏转

该套件允许学生利用一系列梁来了解梁和悬臂梁的弹性特性。

横梁可以安装在一个支架上形成悬臂，或安装在两个支架之间，采用不同的固定方法，形成简单支撑和固定或“encastre"梁。学生施加载荷并测量挠度。该产品包括一组不同金属的“样品"，用于比较弹性性能。它还允许学生改变梁的长度，以了解这如何影响给定载荷的挠度大小。

Digital Mitutoyo 表盘有自己的显示屏，但它连接到 USB 接口，因此可以通过 USB 电缆进行数据采集。

学习目标

• 梁弯曲公式

• 点载荷和 UDL（均匀分布载荷）引起的变形

• 梁固定件如何影响以下的偏转：简支梁、固定或“encastre"梁、悬臂梁、支撑悬臂

• 偏转光束的形状

• 光束长度和偏转

• 梁材料和挠度——弹性（杨氏）模量

• 梁横截面和挠度——第二面积矩（“I"值）——以及材料刚度

杆的扭转

该套件可让学生了解杆的扭转弹性特性。学生从一系列测试棒中进行选择，并将它们安装到实验工作面板上。他们可以调整夹头之间的距离，以进行不同杆长度的测试。每个夹头都包括与平台上的刻度一起工作的指针，以实现准确定位。

学生们使用夹头对试样施加角度偏转，该夹头包括一个精密电位计来测量角度偏转，然后将其显示在 LCD 显示屏上。另一个卡盘连接到称重传感器以测量产生的扭矩，该扭矩显示在另一个 LCD 显示器上。学生使用教科书梁方程来预测挠度和扭矩关系，并将计算结果与测量结果进行比较。这有助于确认教科书方程的可靠性和实验结果的准确性。

该产品包括一组不同金属的杆，用于比较弹性特性、尺寸和极性二次矩（'J' 值）。它还允许学生改变杆的有效长度，以了解这如何影响给定扭矩的偏转幅度。角度和称重传感器输出连接到USB干扰，可以通过USB线进行数据采集。

学习目标

• 扭转公式

• 杆长度和扭转角的关系

• 杆材料和角偏转 - 弹性（剪切）模量 (G)

• 杆横截面尺寸和扭转 - 面积的极二阶矩 (J)

销接框架

该套件允许学生在销接头框架的不同位置施加载荷，以探索每个结构构件内的拉力和压力。 6 个结构构件中的每一个上的 6 个称重传感器直接连接到 LCD 显示器以进行输出和 USB 推断以进行数据采集。

LCD 显示屏旁边的归零按钮允许学生每次将称重传感器输出归零并设置实验。

两个悬挂位置允许学生探索框架中冗余的概念以及负载如何通过系统传输。 磁性滑轮也允许学生施加有角度的负载。 学生将学习使用节点法和截面法分析结构构件，同时使用弓的符号。

学习目标

• 接头方法

• 分段方法

• 弓符号

• 多负载冗余叠加原理