一．核心摘要

MST01静定梁截面内力测试装置是土木工程与机械类专业力学教学的核心实验平台。该设备通过高精度传感器与模块化测试梁，能够直观演示并量化分析单跨静定梁在不同荷载条件下的剪力与弯矩分布规律。学生可通过砝码分级加载实验，掌握截面法求解内力的基本原理，并通过对比实测数据与理论计算值，验证结构力学基本假设。装置配备数字化采集系统，支持触摸屏实时显示与PC端数据分析，适用于材料力学、结构力学等课程的实验教学。

二．什么是MST01静定梁截面内力测试装置

1.定义

MST01静定梁截面内力测试装置是一种用于验证结构力学中静定梁内力计算理论的教学实验设备。它通过将梁在指定截面“断开”，利用力矩臂与传感器将截面内力（剪力、弯矩）转化为可测量的外力信号，从而实现内力的直接观测。

2.组成结构

基本框架与支撑座：提供稳定的实验台体，包含固定支撑座与移动支撑座，用于构建简支梁、伸臂梁等不同约束条件。

测试梁与力矩臂：梁体上设有间距为20mm的加载孔，用于悬挂砝码；力矩臂连接梁的截断处与传感器，负责传递并转化内力。

加载系统：包含挂钩与150×10g的砝码组，可实现竖向集中荷载的精确施加。

数据采集与显示：集成数字力显示器与触摸屏，可连接PC进行自动数据采集与处理。

3.工作原理

基于“截面法”原理，假想用一平面将梁沿指定截面切开，取其中一部分为研究对象。此时，截面上的内力（剪力F_Q、弯矩M）成为外力，通过力矩臂转化为作用于传感器的集中力。根据静力平衡条件（∑Fy=0，∑M=0），由传感器读数反推截面内力值。

三．主要实验项目

实验项目	教学目标	测量参数
截面处弯矩变化测试	验证弯矩理论公式，理解力矩具象化	砝码质量(g)、荷载(N)、测量弯矩(Nm)、理论弯矩(Nm)
远离截面时弯矩变化测试	分析多荷载条件下弯矩的叠加效应	不同位置荷载组合、支座反力(RA/RB)、合成弯矩
截面处剪力变化测试	直观认识剪力的存在及其与荷载的关系	剪力传感器读数(N)、理论剪力值(N)

四．技术参数

参数名称	技术指标
工作电源	单相三线，220V±5%，50Hz，5A
工作环境	常温、常压、相对湿度≤85%
测试梁尺寸	长度300mm，加载孔间距20mm
力矩臂长度	125mm
砝码配置	150×10g（总重1500g）
外形尺寸	700×520×734mm（长×宽×高）

 

五．适用专业与课程

MST01静定梁截面内力测试装置适用于以下专业

土木工程

机械工程

工程力学

桥梁与隧道工程

MST01静定梁截面内力测试装置适用于以下课程

材料力学

结构力学

工程力学

机械设计基础

六．设备优势

1.模块化设计，一机多能

一套装置同时集成剪力测试与弯矩测试功能，通过更换测试梁与力矩臂组合，可灵活切换实验模式，满足不同教学大纲需求。

2.理论与实测无缝对接

配备标准化数据记录表格与理论计算公式，如BM(at cut)=Wa(l-a)/l，学生可直观对比实测弯矩/剪力与理论值的差异，误差控制在工程允许范围内，有效验证力学模型的准确性。

3.数字化采集，操作便捷

摒弃传统指针表盘，采用高精度数字力显示器与触摸屏交互，支持数据自动采集与PC端导出，大幅提升实验效率与数据处理的规范性。

4.安全可靠，维护简便

全金属框架结构稳固耐用，具备过载保护机制（严禁超载提示）。设备支持定期自检与零点校准，确保长期使用的测量精度。

5.贴合工程实际

实验原理直接映射工程中梁式结构的受力分析方法（简支、悬臂、伸臂），帮助学生建立从“理论计算”到“工程应用”的桥梁。

七．FAQ

Q1：MST01能测试哪些类型的静定梁？

A：可模拟简支梁单跨静定梁结构。

Q2：实验数据如何导出与分析？

A：设备支持两种模式：一是直接读取触摸屏/数字显示器上的实时数值进行手动记录；二是通过数据采集线连接PC，使用配套软件进行自动采集与曲线绘制。

Q3：传感器的精度如何保证？

A：实验前需进行“调零”操作（4.1章节），消除梁自重与初始应力影响。建议每30天进行一次满量程校准，若出现读数漂移或异常，应及时联系售后进行维护。

Q4：实验中需要注意哪些操作禁忌？

A：严禁超过砝码总重（1500g）或直接用力扳动测试梁，以免造成力矩臂变形或传感器损坏；实验环境应避免强震动与阳光直射。