Учебный прибор по сопротивлению материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 55222 09 В 23 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вя СССР и д и ями Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Киевский институт инженерогражданской авиации им, 60-лети(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет иллю. стрировать нагружение бруса внецентренно приложенной растягивающей нагрузкой, Прибор содержит раму 1, моель деформируемого бруса, состоящуюз стержней 2, связанных перемычкой3, и упругих элементов 4, закрепленных на верхних торцах стержней 2 ина перекладине 5 рамы 1, средство нагружения, состоящее из горизонтальной планки 6 и груза 7, установленного на последней с возможностью пере 2мещения, и средство регистрации, состоящее из трех горизонтальных реек 8-10. Рейка 8 концами закреплена на стойках 11, 12 рамы 1, рейка 9 закреплена серединой на центральном стержне 2, рейка 10 серединой шарнирно связана с центральным стержнем. На крайних стержнях установлены поворотные втулки, а концы рейки О размещены в этих втулках, Устанавливая груз 7 под центральным стержнем 2 (по оси модели деформируемого бруса), моделируют нагружение бруса центрально приложенной силой, а деформации определяют по перемещению реек 9 и 10. Сместив груз 7 от центрального расположения на некоторое расстояние, моделируют нагружение бруса внецентренно приложенной силой. Наклон рейки 10 свидетельствует о наличии в брусе изгибающего момента, равного по величине произведению силы на плечо от точки ее приложения доса, фигуры, образованные стер2 и рейками 8-10, соответствуюрам напряжений. 6 ил.Изобретение относится к областидемонстрационных приборов и можетбыть использовано, например, приизучении в курсах сопротивления материалов и строительной механики про"цессов растяжения образцов внецентренно приложенной нагрузкой,Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей,На Фиг. показана общая схемаприбора; на Фиг.2 - узел 1 на фиг,1;на Фиг,3 - узел 11 на Фиг.1; наФиг.4 - средство регистрации при нагружении прибора; на фиг,5 - экспериментальные эпюры напряжений; наФиг.б - теоретические эпюры н.пряженийУчебный прибор по сопротивлениюматериалов содержит вертикально установленную на основании раму 1, модель деформируемого бруса, состоящуюиз набора вертикально расположенныхв одной плоскости стержней 2, связанных нижними торцами посредством 25горизонтальной перемычки 3, и упругих элементов 4, закрепленных однимиконцами на верхних торцах стержней2, а другими - на перекладине 5 рамы 1, средство нагружения и средстворегистрации деформаций, причем количество стержней 2 должно быть не менее трех.Средство нагружения состоит изсвязанной с нижними торцами крайних35стержней 2 горизонтальной планки би груза 7, установленного на последней с возможностью перемещения,Средство регистрации состоит изтрех горизонтальных реек 8-10 пер 40вая из которых концами закреплена настойках 11 и 12 рамы 1, вторая рейка 9 закреплена серединой на центральном стержне 2, третья рейка 10 серединой шарнирно связана с центральным стержнем, при этом на крайнихстержнях установлены поворотные втулки 13. ,а концы рейки 1 О размещеныво втулках 13.Прибор работает следующим образом,Перед началом Демонстрации обучаемым объясняют, что внутреннее строение деформируемого бруса представляет собой волокнистую стружку, приэтом волокна моделируются стержнями552. Кроме этого, поясняют, что нагружение бруса производится только ноодной из главных осей инерции егосечения,Вначале демонстрируют растяжение модели бруса центрально приложенной силой, Для этого, перемещая груз 7 но планке б, устанавливают его под центральным стержнем 2 (по оси модели деформируемого бруса) и наблюдают за перемещением реек 9 и 10, В данном случае за счет деформации упругих элементов 4 они перемещаются горизонтально вниз на одинаковую величину по отношению к рейке 8, что сви" детельствует о наличии только растягивающих напряжений, Затем, переместив груз 7 на некоторое расстояниеот центрального стержня, демонстрируют внецентренное растяжение бруса,Под действием внецентренно приложенной силы рейка 9 остается в том же положении, фиксируя деформацию бруса от центрально приложенной на 1 грузки. Рейка 10 занимает наклонное положение по отношению к рейкам 8 и 9, при этом наклон рейки 1 О обеспечивается за счет перемещения ее концов в поворотных втулках 13, закрепленных на крайних стержнях 2, Наклон рейки 10 свидетельствует о наличии в брусе при внецентренно приложенной нагрузке изгибающего момента, равного по величине произведению силы на плечо, равное расстоянию от точки приложения силы до центрального стерж" ня (оси бруса).Причем Фигура, образованная крайними стержнями 2 и рейками 8 и 9, соответствует эпюре напряжений только от действия осевой растягивающей силы, а фигура, образованная крайними стержнями 2 и рейками 8 и 1 О эпюре напряжений от действия на брус внецентренно приложенной силы, т.е. суммарной эпюре от действия осевой растягивающей силы и изгибающего момента. Меняя эксцентриситет (плечо) действия нагрузки, демонстрируют различные случаи нагружения бруса внецентренной силой и соответствующие этим случаям нагружения эпюры напряжений, возникающих в брусе.Использование изобретения позволит наглядно иллюстрировать, например, в лекционных демонстрациях нагружение бруса как центральной, так и внецентренной силой с соответствующимй этим случаям нагружения эпюрами напряжений, 1 Ы 2 г 2 аФормула изобретенияУчебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий модель дефор мируемого бруса, средство нагружения и средство регистрации деформации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он снабжен вертикально установленной на основа сии рамой, модель бруса состоит из набора вертикальных расположенных в одной плоскости стержней, связанных нижними концами посредством горизонтальной перемычки, и упругих эле ментов, закрепленных одними концами на верхних торцах стержней, а другими концами - на перекладине рамы,средство нагружения состоит из связанной с нижними торцами крайнихстержней горизонтальной планки и груза, установленного на последней свозможностью перемещения, средстворегистрации состоит из трех горизонтальных реек, первая из которыхконцами закреплена на стойках рамы,вторая рейка закреплена своей сере-диной на центральном стержне, третьярейка серединой шарнирно связана сцентральным стержнем, при этом накрайних стержнях установлены поворотные втулки, а концы третьей рейкиразмещены в них552220 ктор О.Юрковецка ектор О, Кравцова Заказ 33 ираж 387 одписно Юроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 ВНИИПИ Государственного 113035, Фиг.6Составитель Р,УжвиТехред М.Ходанич,омитета по изобретениям и отосква, Ж, Раушская наб рытиям при ГКНТ СССР 4/5