Учебное пособие по сопротивлению материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0903 А 18 19) 1)5 6 23 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРС илестроительнь отивление матери 245, рис. 265.Е ПО СОПРОТИВтержневые й т,аким обения:ду соб ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) УЧЕБНОЕ ПОСОБИЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ(57) Сущность изобретэлементы соединены меж Изобретение относится к средствам обучения, учебным и наглядным пособиям по физике, сопротивлению материалов в машиностроении и строительстве, Оно может быть, использовано при обучении сопротивлению материалов в техникумах, ПТУ.Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей.На чертеже изображены:на фиг. 1,а - общий вид, п.1 - каркас, п,2 - трубки, охватывающие ряд ребер каркаса, п.З - пружинный хомутик, устанавливаемый в месте закрепления рамы, и. 4 - оси координат, п.5 - модель силового фактора; п.6 - пружинный зажим, каким крепятся модели осей и силовых факторов. Сечение А-А - сечение звена каркаса п.1 и выделяющей участок рами трубки,п,2,,Фиг. 1.6 - фиг. 1,е деталировка: б - каркас п.1 и сечение его стержней; в - разрезная трубка п.2; г - зажим п.З; д - оси координат п.4 с зажимом п.6; е - модели силовых факторов п.5: сосредоточенной силы, изгибающего и крутящего моментов с зажимами п,6. разом, что образуют каркас кубической формы. Каркас имеет связанные с одним из его ребер одним концом стержни, лежащие на одной прямой с этим ребром, Средство для обозначения конфигурации исследуемой рамы выполнено в виде устанавливаемых на стержневые элементы упругих трубок с продольным разрезом. Пособие также имеет переставляемую модель осей координат и указатель теста закрепления рамы в виде пружинного зажима, 1 ил Примеры конкретного выполнения.Каркас имеет удлиненный стержень по одному из ребер - это позволяет выделить и раму, соответствующую коленчатому валу фиг, 1 а. Наглядность достигается за счет (Р контраста формы, размера, цветной индек- д сации ребер каркаса п.1 и трубок - рамы п.2, С например; сечение А-А (фиг.1 а) квадрат и сО разрезное кольцо. Трубки выполняются из ( пластмассы, каркас и остальные детали мо-р гут быть как металлические, так и пластмассовые.Устройство, моделирующее пространственные рамы используется следующим образом.Исходными данными являются: 1) форма рамы, например, плоская Х - образная в вертикальной плоскости; 2) место закрепления рамы, например, на фиг, 1,а дальний от наблюдателя верхнийугол - там и закрепляется спираль зажима фиг. 1,а, п.З и она же фиг.1 г; 3) характер нагрузки и место ее приложения, например, сосредоточенная сила - в середине длины нижнего участка п,5 фиг.1.а, она же с зажимом для крепления5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фиг,1,е. Решается задача выявления внутренних силовых факторов в сечениях рамы.Для выделения на каркасе фиг,1.6 участков заданной рамы (в примере их три) три разрезные пружинные трубки фиг.1.в размещаются по трем последовательным участкам каркаса фиг,1.б, например, в дальней от наблюдателя вертикальной плоскости, начиная с правого нижнего отростка, по вертикальному правому ребру, и, кончая верхним горизонтальным участком, в левом конце которого помещают зажим п,3, фиг,1.а, отображающий заделку,Модель координатных осей фиг. 1,д с помощью ее пружинного зажима крепят в сечении, где требуется выявить внутренние силовые факторы фиг. 1.а п,4,Последовательно рассматриваются три оси, сопоставляя их направление с направлением вектора нагрузки. Объяснятся, что сила дает проекцию, отличную от нуля на ось, направление которой параллельно линии действия силы (проекция равна нулю, если ось и линия действия силы скрещиваются или пересекаются), Сопоставляется на модели направление каждой из осей п.4 и силы п.5, Если проекция силы получена на ось, совпадающую по направлению с продольной осью участка, то получена продольная сила К. Она может быть направлена к началу координат, тогда К сжимающая, или от начала координат, - растягивающая. Проекция на оси перпендикулярные продольной оси соответствуют поперечным силам Оу или Ох,В примере фиг. 1.а ось пересекает линию действия силы - ось п.4 пересекает продолжение модели п.5, проекция силы на ось - точка. Получим К = О. Сопоставляем вертикальную ось с вектором п,5, Сила параллельна оси - проектируется асей своей величиной. Т,к. эта сила перпендикулярна продольной оси участка, то полученная сила есть поперечная Оу. Проекция на горизонтальную ось. перпендикулярную плоскости рамы равна нулю, т.к, ось и вектор п.5 - скрещиваются в пространстве,Так, в примере выявляется вертикальная поперечная сила, Перемещая модель осей п,4 правее и левее, убеждаемся, что проекции постоянны по величине, Переходим к выявлению внутренних моментов, Объясняется, что момент создается силой относительно той оси, с которой линия действия силы составит скрещивающиеся прямые, расстояние между которыми является плечом в определении величины момента силы, Это расстояние наглядно на моделях, Параллельным переносом осей выявляется изменяемость или постоянство плеча и находится сечение, где плечо равно нулю - т.е. момент равен нулю. Обьясняется; момент относительно продольной оси - крутящий, относительно поперечной - изгибающий,Так, в примере: сила п,5 идет по прямой, скрещивающейся с осью п,4. перпендикулярной продольной оси, - изгибающий мо мент. Переносим оси правее, расстояние - плечо уменьшается, но не до нуля, записываем результат. Переносим оси левее - наглядно плечо растет, следовательно изгибающий момент растет, Записываем результат. Продольная ось пересекается с линией оси модели вектора силы при всех положениях осей., Записываем результат. Крутящий момент Мк = О.Устанавливаются оси на другом участке, проводится аналогичное сопоставление действия нагрузки относительно каждой из осей - выявляются и записываются обнаруженные внутренние силы и моменты, Так получают материал, дающий полное представление о крутящих и изгибающих моментах и о поперечных и продольных силах на всех участках рамы,Для решения другой задачи используются другие участки каркаса фиг. 1.б; отображают новую раму с помощью набора трубок фиг, 1.в,Формула изобретения Учебное пособие по сопротивлению материалов, содержащее закрепленную одним концом раму, имеющую стержневые элементы и стрелочные указатели действующих на раму нагрузок, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, оно имеет средство для обозначения конфигурации исследуемой рамы в виде устанавливаемых на стержневые элементы упругих трубок, выполненных с продольным разрезом, пе; реставляемую модель осей координат, указатель места закрепления рамы в виде пружинного зажима, при этом стрелочные указатели выполнены с возможностью установки и фиксации в заданном положении, а стержневые элементы соединены мех;ду собой так, что образуют каркас кубическойформы, имеющий связанные с одним из егоребер одним концом стержни, лежащие наодной прямой с этим ребром.1810903 ель Е.Толмачев ,Моргентал еданто орректор С.Лиси Тираж ственного комитета по иэо 113035, Москва, Ж, Раи ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1447 ВНИИПИ Г Состав Техред Подписноетениям и открытиямская наб., 4 И