• Description

此實驗旨在研究樑的塑性理論與極限狀態設計。實驗模組可安裝於結構平台,並連接結構自動數據採集單元和軟體(VDAS® Onboard)。

樑的塑性彎曲實驗 (新世代結構),這款實驗模組是結構平台系列產品之一(需另購STS1平台),幫助學生了解熱軋低碳鋼樑在大幅塑性變形和崩潰過程中的性質。這種材料通常用作建築中的承重樑或鋼筋(rebar),以加強混凝土結構。

學生可將測試樑安裝在兩個支撐點之間,並選擇不同的固定方式,如簡支、固定或支撐懸臂樑。其中一個支撐點配有滾輪軸承,允許水平移動。負載感測器組件用來在樑的中間施加力量並測量力的大小,而精密指示器則測量樑的變形。

在實驗中,學生將逐步施加負載(力矩)至樑,迫使其經歷彈性區域並進入塑性區域,最終發生永久變形,導致「塑性崩潰」和形成「塑性鉸」。這使學生能理解屈服力矩與完全塑性力矩之間的比例(形狀因子),並瞭解這一比例如何提供額外的安全系數。實驗還展示了結構元件可能在破壞前承受負載的過程,讓建築物中的人們有時間安全撤離。不同的固定方式使學生能夠預測鉸形成的位置及導致破壞的負載。

學生可使用教科書中的樑方程式及彎矩圖來預測實驗結果,並將預測值與測量結果進行比較,從而驗證教科書理論的可靠性和實驗結果的準確性。

注意:由於這些實驗屬於破壞性測試,每根樑只能使用一次。該產品包含額外的測試樑,以便立即進行更多實驗,並附有游標卡尺以準確測量樑的截面尺寸。

變形指示器有獨立顯示裝置,但也可以與負載感測器一起連接到結構平台的USB介面,用於電腦顯示和數據採集(VDAS® Onboard)。

*「新世代結構」系列共有21項不同的實驗

重點學習:

  • 熱軋低碳鋼從彈性彎曲到塑性變形的過程 

  • 隨著負載增加,塑性區域在測試樑截面中的移動 

  • 崩潰負載與塑性「鉸」的形成 

  • 屈服應力 

  • 固定方式對以下樑變形的影響: 

    • 簡支樑 

    • 固定樑或嵌固樑 

    • 支撐懸臂樑 

  • 鉸形成後樑的變形形狀 

  • 樑的形狀因子及其提供的額外安全係數