Учебный прибор по сопротивлению материалов

)5 С 09 В 23/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(5 б) Беляев Н,М, Лабораторные работы по сопротивлению материалов. - М.195 б, с.230-232,(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к учебнымприборам, а более конкретно - кдемонстрационным приборам по сопротивлению материалов. Изобретение позволяет расширить демонстрационныевозможности путем исследования явления потери устойчивости прямолинейной формы упругого равновесия сжатого стержня по пространственной кри1559370 10 вой вследствие появления деформациикосого изгиба с кручением, Предлагаемый учебный прибор состоит из основания 1 с двумя стойками 2, поперечины 3 с направляющими 4 и гибкогостержня 5. В нижнем узле опиранияприбор содержит устройство автономного поворота оси шарнира в горизонтальной плоскости, а в верхнем узле опирания-цилиндрические ползуны7, установленные в вертикальных направляющих. Нижний узел имеет верхИзобретение относится к учебнымприборам и установкам для испытанияна устойчивость гибких стержней, используемым при изучении сопротивления материалов.Цель изобретения " расширение,циапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости по типукосого изгиба с кручением по пространственной кривой при действиина гибкий стержень сжимающей силы.На фиг. 1 изображен прибор, вид 30спереди с частичным вырезом по нижнему опорному узлу; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Прибор содержит основание 1, двевертикальные стойки 2, поперечину.3 с направляющими 4, гибкий стержень5, горизонтальный элемент 6, цилиндрический пблзун 7, верхний стакан 8,верхний сердечник 9, верхний стопорный винт 10, нижний стакан 11, ния- ний сердечник 12,нижний стопорный.винт 13, Нижний сердечник в верхнейчасти содержит вилку 14 с двумявинтами 15, оси которых лежат на одной линии и,упираясь в углубления наружной поверхности верхнего стакана, образуют цилиндрический шарнир.Прибор работает следующим образом.Отпустив стопорные винты 10 и 13,поворачивают ось шарнира,образуемого винтами 15, так, чтобы она былапараллельна оси верхнего шарнира, образуемого горизонтальным элементом6 и цилиндрическим полэуном 7 в направляющейПодвесив на горизонтальный элемент.6 симметрично грузы, общий вес которых Р,с Р , где Р - кри(о) (отическая сила, убеждаются в том, что ний стакан 8, сердечник 9, стопорный винт 10, нижний стакан 11, сердечник 12, стопорный винт 13. Нижнийсердечник в верхней части содержитвилку 14 с двумя винтами 15, оси которых лежат на одной линии иупираясь в углубления наружной поверхности верхнего стакана, образуют цилиндрический шарнир. При различныхположениях нижнего конца стержнядемонстрируют соответствующие варианты потери устойчивости, 2 ил. прямолинейная форма упругого равновесия гибкого стержня 5 устойчива: она восстанавливается после устранения причин малых искривлений оси стержня. Увеличивая грузы до значения РР, наблюдают потерю(о)устойчивостй прямолинейной формы упругого равновесия по плоской кривой.После. этого, придерживая стержень за верхний сердечник 9, поворачивают ось нижнего шарнира на уголков горизонтальной плоскости вместе со стаканом 8 и нижним сердечником 12. Этот угол фиксируют поворотом до упора стопорных винтов 10 и 13.Можно убедиться, что,если Р(о)слегка превышает Р, то при новом направлении оси нижйего шарнира ось стержня выпрямится вследствие того, что критическая сила в этом случае 1 я) (о)Р крРкр3 /Увеличивая сжимающую силу до значения Р ъ Р ф , наблюдают поте(Ч)рю устойчивости йо пространственной кривой вследствие того, что стержень при этом испытывает деформацию косого изгиба с кручением..При послудющих опытах можно увеличить уголи наблюдать при этом возрастание критической силы.При Ц = стержень вновь теря 2 ет устойчивость по плоской кривой.Л )При этом Р, - ") Й 2 Р, так как в этом случае в плоскости потери устойчивости одно из закреплений ведет себя как жесткое.и зафиксирована под углом К = О 2 главным центральным осям поперечного сечения. ЗО Составитель Р.ужвийРедактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова КоРРектор О.Кравцова 39 Тираж 388 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ЗаказВНИИПИ изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 155937Ось шарнира может быть повернута с главной центральной осью сечения5 без скручивания стержня. Крутящий момент появляется только после потери устойчивости. 0 его появлении можно судить, отпустив стопорные винты после потери устойчивости стержня по пространственной кривой.Ось шарнира при этом самопроизвольно повернется 1 и займет, положение с 6= О. После этого изгиб станет плоским. 15 1Познавательная ценность изобретения состоит в том, что на предлагаемом учебном приборе можно демонстрировать нетривиальный факт потери20 устойчивости сжатого сЗержня по типу косого изгиба с кручением по пространственной кривой, наблюдаемый при установке оси шарнирного закрепления/ю 25 под углом (отличным от О и ) к 0 6Формула изобретенияУчебный прибор по сопротивлению материалов, состоящий из основания с двумя стойками, поперечины, гибкого стержня, установленного в нижнем и верхнем узлах опирания, последний иэ которых содержит горизонтальный элемент, установленный в вертикальных направляющих, прикрепленных к поперечине, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости по типу косого изгиба с кручением по пространственной кривой при действии на гибкий стержень сжимающей силы, нижний узел снабжен устройством автономного поворота оси шарнира в горизонтальной плоскости, состоящим иэ двух расположенных, один под другим стаканов с установленными в них свободно сердечниками, нижний иэ которых соединен шарнирно с верхним стаканом, при этом стаканы снабжены стопорными винтами, а горизонтальный элемент верхнего узла опирания содержит цилиндрические ползуны, установленные в направляющих по обе стороны стержня.