Учебный прибор по сопротивлению материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 191 (11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ПИСА ЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСК СВИ ЕЛЬСТ извол ъектовот их текуечений и терых располоению к не). Учебныйатериалов но стр ои тельный М,Ф,Пашкеви тельство СССР В 23/06, 1987, ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ ные на оворот ы, закрепленГ-образный онсте относи ет значионные ого рас иче ской озвол рам монстрацчении в се- радиусуя 7,8, расдвиг ри ап Ю(57) ИзобретениРационным прибтельно расширивозможности припротивления ма 51)4 С 09 В 23 и углов закручивания в пр сечениях деформируемых об (стержней) в зависимости щих радиусов поперечных с кущих расстояний, на кото жены эти сечения по отнош подвижному сечению (опоре прибор по сопротивлению м содержит соосно установле стойках 1,2 неподвижную 3 ную 4 цилиндрические опор ный на неподвижной опоре рычаг 5, длинное плечо ко положено параллельно геом оси 6 опор 3,4, а коротко поворотной опоры, два шты1527650 диапьно закрепленные на опорах 3,4,и помещенный между опорами деформируемый объект, имеющий набор установленных параллельно оси 6 стержней 9,каждый иэ которых связан с неподвижной опорой 3 шаровым шарниром 10, ас поворотной опорой 4 - скользящимшаровым шарниром 11, установленныйпо оси опор вал 12, диски 13 с выре- Озами в виде секторов, установленныена валу 12 с возможностью поворотаотносительно последнего и связанныесо стержнями 9, шторные элементы дляперекрытия вырезов в дисках 13, выполненные в виде закрепленных на валу 12 секторов, набор прутков 16, размещенных в вырезах и шарнирно закрепленных на радиальных штырях 7,8 идисках 13, и размещенную в вырезах 20дисков пластину 17, закрепленную наГ-образном рычаге 5 и имитирующуюпродольное радиальное сечение деформируемого объекта. Демонстрация опытаоснована на теории о волокнистой 25структуре вала, в соответствии с которой стержни 9 и прутки 16 являютсяволокнами вала, а диски 13 - его Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в учебном про 35цессе при изучении в курсе сопротивления материалов процессов кручениястержней.Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей.40На фиг. показан прибор, общийвид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1;на фиг.З - прибор в процессе,демойстрации, общий вид.Учебный прибор по сопротивлениюматериалов содержит соосно установленные на стойках 1 и 2 неподвижную 3и поворотную 4 цилиндрические опоры,закрепленный на нвподвижной опоре 3Г-образный рычаг 5, длинное плечо50которого расположено параллельно геометрической оси 6 опор 3 и 4, акороткое - радиусу поворотной опоры 4, два штыря 7 и 8, Радиальнозакрепленные на опорах 3 и 4, и поме 55щенный между опорами деформируемыйобъект,Деформируемый объект имеет наборустановленных параллельно оси 6 поперечными сечениями, при этом в исходном состоянии эти элементы делятдеформируемый объект по его длине наряд прямоугольников. Воэдействуя наповоротную опору 4, поворачивают еена некоторый угол и фиксируют в этомположении, В результате этогостержни 9, прутки 6 и диски 13 также поворачиваются на некоторые углыи образовывают с неподвижной пластиной 17 так называемые углы сдвига,величина которых зависит от Радиуса,на котором расположены прутки 16(волокна стержня) от оси 6 деформируемого объекта, а образованные подлине последнего из этих элементовпрямоугольники деформируются (перекашиваются), что и наблюдают обучаемые. Изменение же угла закручиваниярассматриваемого сечения (диска 13)относительно неподвижного сечения(опора 3) характеризуется углами,образованными кромками вырезов дисков 13 и пластиной 17 и зависящимиот расстояния, на котором расположено рассматриваемое сечение от неподвижной опоры 3. 3 ил. опор 3 и 4 стержней 9, каждый из которых связан с неподвижной опорой 3 шаровым шарниром 1 О, а с поворотной опорой 4 - скользящим шаровым шарниром 11, установленный по оси опор вал 12, диски 13 с вырезами 14 в виде секторов, установленные на валу 12 с воэможностью поворота относительно последнего и связанные со стержнями 9, шторные элементы для перекрытия вырезов 14 в дисках 13, выполненные в виде закрепленных на валу 12 секторов 15, набор прутков 16, размещенных в вырезах 14 и шарнирно закрепленных на радиальных штырях 7,8 и дисках 3, и размещенную в вырезах дисков 13 пластину 17, закрепленную . на Г-образном рычаге 5 и имитирующую продольное радиальное сечение деформируемого объекта.Прибор работает следующим образом.Перед началом демонстрации обучаемым объясняют, основываясь на теории о волокнистой структуре вапа, что стержни 9 и прутки 16 являются волокнами вала, а диски 13 - его поперечными сечениями, при этом в исходном5 15 состоянии стержни 9, прутки 16 и диски 13 делят деформируемый объект по его длине на ряд прямоугольников.Воздействуя на поворотную опору 4, поворачивают ее на некоторый угол и фиксируют в этом положении. В результате этого стержни 9, прутки 16 и диски 13 также поворачиваются на некоторые углы и образуют с неподвижной пластиной 17 уг.ы, называемые углами сдвига -, , , величина которых зависит от радиуса , на котором расположены прутки 16 (волокна стержня) от оси 6 деформируемого объекта. При этом отмечают, что поперечное сечение деформируемого объекта (опоры 3,4, диски 3) осталось плоским, неизменным по диаметру и перпендикулярным оси 6 деформируемого объекта, радиусы поперечных сечений (радиальные штыри 7 и 8 и края вырезов 14 дисков 13) остались неизменными и прямолинейными, длина деформируемого объекта (расстояние между опорами 3,4 и дисками 13) также осталась неизменной,а демонстрация явления сдвига характеризуется деформацией (перекосами) прямоугольников, образованных по длине деформируемого объекта стержнями 9, крутками 16 и дисками 13.Изменение же угла закручивания рассматривамого сечения (диска 13) относительно неподвижного сечения (опора 3) деформируемого объекта характеризуется углами, образованными верхними кромками вырезов 14 дисков 13 и неподвижной пластиной 17 и зависящими от расстояния 2, на котором расположено рассматриваемое сечение от неподвижной опоры 3. Применение из обретения позволит значительно расширить демонстрационные возможности при изу-. 27650 6чении углов сдвига и углов закручивания в произвольных сечениях деформируемых объектов в зависимости от их текущих радиусов поперечных сечений и текущих расстояний, на которых расположены эти сечения по отношению к неподвижному сечению (опоре),10 формула изобретенияУчебный прибор по сопротивлениюматериалов, содержащий соосно установленные на стойках неподвижную 15 и поворотную цилиндрические опоры,закрепленный на неподвижной опореГ-образный рычаг, длинное плечо которого расположено параллельно геометрической оси опор, а короткоерадиусу поворотной опоры, и помещенный между опорами деформируемыйобъект, выполненный в виде набораустановленных параллельно оси опорстержней, каждый иэ которых связан 25 с одной из опор шаровым шарниром,а с другой - скользящим шаровым шарниром, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он снабжен 30 двумя штырями, радиально закрепленными на опорах, а деформируемыйобъект снабжен установленным по осиопор валом, дисками с вырезами в виде секторов, установленными на валус возможностью поворота относительно последнего и связанными со стержнями, шторными элементами для перекрытия вырезов в дисках, выполненными в виде закрепленных на валу сек-, 40 торов, набором прутков, размещенныхв вырезах и шарнирно закрепленных нарадиальных штырях и дисках, и имитирующей продольное радиальное сечение деформируемого объекта пластиной, 45 размещенной в вырезах дисков и закрепленной на Г-образном рычаге,. Сердечновпс Корректор А,Обручар И,Шул едак 7514/5 Тираж 469 П исн ри ГКНТ СССР мит осква иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Государственног 113035