Учебный прибор для моделирования двумерного поля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 642761(1) М. Ка609 В 23 исоелинеиием заявки-ПриоритетОпубликовано 15,01,79. БюллетеньЛата опубликования описания 1501.(088.8) рственный комитетСССРлам изобретенийи открытий по.И.Глуц 1) Заявитель ститут радиофизики и электроники АН Украинской ССР(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯДВУМЕРНОГО ПОЛЯ ДЕЛИРОВАНИ и механиздругим кон Изобретение относится к учебным приборам для изучения механики.Известен учебный прибор для моделирования двумерного поля, содержащий жесткую раму с растянутой упругой системой и деформирующее устройство 1,Известное устройство не обладает соответствующей анизотропией в плоскости рамы и непригодно для демонстрации и изучения свойств симметричного тензора второго ранга. Целью изобретения является обеспечение воэможности демонстрации свойств симметричного тензора второго ранга,Цель достигается теМ,что прецлагаемый прибор имеет дискообразное основание, а рама расположена на основании и образована прямолинейными направляющими, при этом упругая система содержит ползуны и пружинные элементы, каждый иэ которых одним концом связан с общим центром упругой системы, а другим концом с ползуном, размещенным на соответствующей направляющей причем деформирующее устройство включает тягу, одним концом шарнирно связанную с центром упР м натяжения, с с цом тяги.Для изменения величины и направле ния деформирующего усилия механизм натяжения имеет опорную тележку с роликами для фиксации еена краю основания и сменный груз, соединенный тросом через блок с тягой, выполненной в виде жесткой обводной планки, имеющей ограничители ее перемещения в перпендикулярном к основанию направлении.На чертеже изображен учебный приУчебный прибор дЛя моделирования двумерного поля содержит деформирующее устройство и упругую систему, включающую три нли больше растянутых пружинных элемента 1, одними концами при помощи шайбы 2 скрепленных в общем центре, а другими связанных с помощью ползунов 3 с соответствующими прямолинейными направляющими 4, расположенными по сторонам плоского многоугольника так, чтолиния действия силы растяжения пружинного эле мента пересекает соответствующую направляющую под прямым углом, и образующими замкнутую или незамкнутуюраму, смонтированную на основании 5,имеющем Форму диска, с приспособлеНИЯМИ ДЛЯ СМЕНЫ ННГ 1 РаВЛЯЮЩИХг ИВПРНмер крепеж 1 гыми отВерстиями 6 н углО"мерной шкалой 7,Механизм натяжения деФормирующего устройства содержит опорную тележку Яр ролики 9 котОРОЙ Ориентированыпараллельно радиусам ОС 11 оваггияпроходящим через точки касания роликов с плоскостью основания. 11 ля Обеспечения движения го окружности Вдолькрая Основания 5 опорная тележка 8снабжена боковыми ролгц(ами 10, перемещаЮщг 1 МИСя Гго ТОрцу ОСНОВаггия 5, (1 ЕРЕЗблок 11 на ОГ 1 орной тележке Я перекиНУТ ГибКИЙ ТРОС 12 г На ОДНОМ КОНЦЕнагруженный сменным грузом 13, а друГИМ КОНЦОМ СОЕДИН(-.ННЫЙ С ТЯГОЙ В Виде жесткой обводной планки 14, которая снабжена ограничителями 15 ее перемещения в направлении, перпендигсулярном к плоскости основания 5. Обвод-рОная планка 14 при помощи шайбы 2 шарнирно соединена с общим центром упругой системы. В центральном отверстиишайбы 2 установлена игла 16 для регистрации положения центра на координат-,ной сетке 17.Прибор работает следующим образом.Если заФиксировать положение опорной тележки 8, то под действием груза13 игла 16 займет некоторое положение,смещенное относительно ее исходного3 Оположения равновесия, т,е. Положения,которое игла 16 занимает при отсутствии деФормирующей силы, создаваемойгрузом 13 Величина и направление смещения иглы 16 описывается двумернымвектором 1 . ДеФормирующая сила рприложенная к шайбе 2. Эа счет действия веса груза 13, является вектором,величина которого определяется указанным весом, а направление совпадает с направлением параллельной основанию 5 части троса 12 в смещенномположении равновесия. Устройство упругой системы обеспечивает тензорнуюсвязь, между векторами силы и смещенияГ=Ъг) 4 Глгде Ъ - двумерный симметричный тенэоржесткости упругой системы. ВеличинадеФсгрмирующей силы равна весу груза13. Сила тяжести груза 13, прилагаемая к гибкому тросу 12, передается 50обводной планке 14, которая, прчближаясь к опорной тележке 8, отклоняетшайбу 2 оФ исходного положения равновесия. При этом направление перемещения шайбы 2 необязательно совпадает с направлением действия деФормирующей силы в горизонтальной плоскости, а величина смещения шайбы 2под действием заданного веса груза13 зависит от направления силы, котоРое изменяется перемещением опорнойтележки Я.При перс мещении ОГгорной тележкигибкй твос 12 и Обводггая планка 14поворачиваются В горизонтальной плоскости относительно центральной шайбы2, ползуны 3 растянутых пружинныхэлементов 1 перемещаются по направляющим 4, а элементы 1 сдвигаются параллельно самим себе, и система переходит В новое положение, соответствующее новому направлению деФормирующей силы. Положение центра упругой системы регистрируется по следуиглы 16 на координатной сетке 17, Основание 5 может быть установлено вертикально с возможностью его вращениявокруг неподвижной перпсндикулярнойк е 1 ему горизонтальной Осир при этОмопорная тележка 8 не используется,а деФОРмирующая сила постоянно направлена вертикально вниз. Изменение направления этой силы относительно упругай системы осуществляется поворачиванием основания 5 вокруг горизонтальной оси,Формула изобретения1, Учебный прибор для моделирования двумерного поля, содержащий жесткую раму с растянутой упругой системой и деФормирующее устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения Возможности демонстрации свойств симметричного тензо-, ра второго ранга, он имеет,пискообразное Основание, а рама расположена на основании и образована прямолинейными направляющими, при этом упругая система содержит ползуны и пружинные элементы, каждый иэ которых одним концом связан с общим центром упругой системы, а другим концом с ползуном, размещенным на соответствующей ггаправляющей, причем деФормирующее устройство включает тягу, одним концом шарнирно связанную с центром упругой системы, и механизм натяжения, соединенный с другим концом тяги2. Учебный прибор по п.1 о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью изменения величины и направления деФормирующего усилия, механизм натяжения имеет опорную тележку с роликами для Фиксации ее на краю основания и сменныйгруз,соединенный тросом с тягой, выполненной в виде жесткой обводной планки, имеющей ограничители ее перемещения в перпендикулярном к основанию направлении.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство СССР 9 506040, кл. (л 09 В 23/06, 1973.642761 Составитель Б.ЗрелиТехред М, Петко Редакто убченко ектор П,Макаревич ка дписное лиал ППП фГатентф, г.Ужгород, ул.Проектная,767/49ПНИ13035 Тир ИПИ Государств по делам иэобр Москва, Ж,ж 474нного комитений и отаушская на ета СССРрытий ., д. 4/