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一個桌上型框架，配有荷重感測器 (load cells)及懸臂 (cantilevers)，可用於研究各式樑在不同支撐與載荷下的撓度 (deflection)與受力情形；亦能示範楊氏模數 (Young's modulus)。

裝置概述

  • 樑支撐形式 (Beam Support Configurations)：包括簡支支撐內建支撐以及下沉支撐 可施加點載荷 (point loads)並測量支撐反力 (support reactions)與樑的撓度 (deflections)。
  • 主要構件：
    • 上部橫樑 (upper cross-member)：配有刻度尺，用以定位。
    • 下部構件 (lower members)：與**T型腳 (T-legs)**連接，提供穩固結構；**荷重感測器 (load cells)與懸臂支撐柱 (cantilever-support pillar)**可沿此移動並夾緊定位。
    • 數位直接讀數器 (direct digital readout)：配合荷重感測器，具備硬化鋼刀口 (hardened steel knife edge)，可調整以設定初始水平或模擬下沉支撐；亦可利用**鎖定銷 (locking pins)**轉換為剛性支撐 (rigid support)。
  • 懸臂支撐 (cantilever support)：堅固柱子，配有夾具 (clamping arrangement)，適用於內建端支撐條件 (built-in end conditions)。
  • 靜載荷施加：含配重吊鉤 (weight hangers)及配重 (weights)，用於施加靜態載荷 (static loads)。
  • 測量系統：
    • 數位指示器 (digital indicators)：三組，用以測量樑的撓度，並配有**磁性載具 (magnetic carriers)**與刻度游標 (cursors)以確保精確定位。
    • 所有數位指示器與荷重感測器均可接 TecQuipment 選購之多功能資料採集系統 (Versatile Data Acquisition System, VDAS®)。
  • 試驗樑 (test beams)：標準樑有三種厚度與三種材質，並提供選購組 (SM1004a) 用於複合樑 (compound beams)、槽形樑 (channel beams)及非均勻樑 (non-uniform beams)之進一步實驗。


學習成果

  • 彎曲方程式 (bending equation) 驗證
  • 抗彎剛度 (flexural rigidity) 與彈性模數 (elastic modulus/Young’s modulus) 測定
  • 靜力平衡 (static equilibrium) 驗證
  • **點載荷 (point loads)下簡支樑 (simply supported beams)**的撓度 (deflection) 測試
  • **載荷與撓度 (loads and deflections)**相互對應特性研究
  • **簡式與支撐懸臂樑 (cantilevers)**於各種載荷下之實驗
  • 連續樑 (continuous beams)：包括多點支撐之靜不定問題 (statically indeterminate cases)，及未知反力 (unknown reactions) 測量
  • **下沉支撐 (sinking supports)**條件下的簡支樑與懸臂樑實驗

附加實驗 (Additional Experiments with SM1004a Test Beams)

  • 材質與截面形狀對**抗彎剛度 (flexural rigidity)**影響
  • **黃銅/鋼複合樑 (brass/steel compound beam)在有無剪力連接 (shearing connection)**下之彎曲特性
  • 等效截面 (equivalent sections)：金屬覆面木樑 (metal-faced wooden beam)特性
  • 非均勻 (tapered)樑或懸臂樑之撓度 (deflections)測試