Учебный прибор по сопротивлению материалов

(71) Одесский инжинститут сре При У 30нерио-строительный СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОРСКОМУ СНИДЕТЕЛ(72) Ю.М.Бардаков (53) 371.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 10292 18, кл С 09 В 23/06, 1981. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет расширить дидактические возможности за счет демонстрации потери устойчивости стержня под действием растя" гивающей нагрузки, линия действия которой остается неизменной. Прибор содержит установленный на основании П-образный кронштейн 2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальный стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружающим устройством, состоящим из платформы 5, установленных симметрично относительно стержня 4 двух роликов 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9 с втулкой 10, в которой уста" новлен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеетдство для подвешивания груза 12,навешивании на шток 11 различных по массе грузов 12, демонстрируют устойчивое и неустойчивое равновесия прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки. При этом груз, воздействуя через шток 11, скобу 8, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем растягивающие натяжения, При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается в сторону, в результате чего ролики 7, перекатываясь по платформе 5, вместе со штоком 11 перемещаются вниз по втулке 10. В случае, когда масса гру" за 12 меньше критической силы, откло- Ю ненный от равновесного положения стержень 4 после его отпускания возвратится в исходное состояние, что С свидетельствует о нахождении стержня в устойчивом равновесном положении. Я При массе груза 12, превышающей критическую силу, незначительное воздействие на систему внешней возмущающей силы приводит к потере стержнем устойчивости, о чем свидетельствует его искривление, т.е. демонстрируют неустойчивое равновесие прямолинейной формы стержня, 3 ил, 1417028Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении курсов сопротивления материалов и строительной механики.5Целью изобретения является расширение дидактических возможностей придемонстрации потери устойчивостистержнем под действием растягивающей1 Онагрузки, линия действия которойостается неизменной.На фиг. 1 представлен прибор, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - прибор в рабочем состоянии (после потери стерж"нем устойчивости),Прибор содержит основание 1, накоторомустановлен П-обраэныйкронштейн2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальныйстержень 4, нижний конец стержняжестко связан с нагружающим устройством,состоящим из платформы 5 с выполненными в ней направляющими б, в которых установлены симметрично относительно стержня 4 два ролика 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9, закрепленной на кронштейне2 под стержнем 4, в перекладине 9имеется втулка 10, в которой установлен шток 11, один конец которогосоединен со скобой 8, а другой имеет средство для навешивания груза 12,Кроме того, в нижней части скобы8 установлена игла 13, проходящая 35через отверстие в пластине 14, прикрепленной к перекладине 9, и служащая для предотвращения вращения скобы 8 при проведении опытов,Прибор работает следующим образом, 40Вначале демонстрируют устойчивоеравновесие прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки, которая меньше по величине,чем критическая сила. Для этого на 45шток 11 навешивают груз 12, массакоторого меньше критической нагрузки.Груз, воздействуя через шток 11,скобу 8, ролики 7 и платформу 5 настержень 4, создает в последнем растягивакаие натяжения.При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается сторону, врезультате чего ролики 7, перекатываясь по направляющим б, вместе соштоком 11 перемещаются по втулке 10вниз, Отпуская стержень 4, демонстрируют, что данное нагруженное состояние стержня соответствует его устойчивому положению равновесия, о чемсвидетельствует возвращение системыв исходное положение,При навешивании на шток 11 груза12, масса которого превышает критическчю силу, демонстрируют неустойчивое равновесие прямолинейной формы стержня 4. В этом случае при незначительном воздействии на системувнешней возмущающей силы стерженьтеряет устойчивость, о чем свидетельствует его искривление. Увеличиваямассу груза 12, демонстрируют увеличение прогиба стержня 4, а уменьшаягруз - уменьшение прогиба стержня 4и возврат системы в исходное состояние, т,е, демонстрируют зависимостьупругой линии стержня от действующейна него растягнвающей нагрузки.Прибор позволяет также демонстрировать влияние на систему различныхрастягивающих нагрузок, линии действия которых не фиксированы и не совпадают с осью испьггуемого стержня,путем установки на платформу 5 различных грузов,При симметричном расположенииодинаковых грузов по отношению к стер"жню 4 нагрузка будет стабилизирующейи критическая сила в данном случаеувеличивается. В остальных случаяхнагрузка будет оказывать дестабилизирующее воздействие на систему икритическая сила будет уменьшаться,Применение предлагаемого прибора позволит расширить дидактические возможности при изучении потери устойчивости стержнем под действием растягивающей нагрузки.Формула иэ обретенияУчебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий закрепленный верхним концом на кронштейне вертикальный стержень и нагружающее устройство с грузом, связанное с нижним концом стержня, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации потери устойчивости стержня под действием растягивающей нагрузки, нагружавшее устройство имеет жестко связанную с нижним концом стержня платформу, расположенные на ней симметрично относительно стержня ролики, связывающую ролики скобу, пез ,1 4 170284 рекладину, расположенную на кронштей- конец которого соединен со скобой аь не под стержнем, имеющую втулку и другой имеет средство для навешиваустановленньй 1 во втулке шток, один ния груза.1 ктор А,Маковская Тираж 459Государственноелам изобретенийосква, Ж, Ра ПодписноСССР коми и открытийская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,аказ 40 б 9/49 ВНИИПИ по 113035, оставитель П,Сердечновехред А.Кравчук Корректор В,Бутяга