Учебный прибор по сопротивлению материалов

(5 ЕТЕНИЯ ь К АВ 7 А 4 П 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Севастопольский приборостроительный институт(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет осуществлятьсравнительные демонстрации статическогои динамического нагружения консольно закрепленной балки, Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит установленную на основании 1 панель 2, консольно закрепленную на панели балку 3, средство нагружения, состоящее из подвешенного к балке на крюке 7 груза 5 и штыревого упора, контактирующегос крюком 7, средство регистрации, состоящее из магнитного ползуна 8, размещенного на линейной шкале 9 посредством гибкой связи 10, и установленного с тыльной стороны панели магнитного фиксатора, взаимодействующего с ползуном 8. Подвешивая груз 5 возле ограничителя 12, исследуют три случая нагружения балки 3, в каждом из которых ре-гистрируют по шкале 9 величину прогиба конца балки. равную расстоянию от конца балки, находящейся в исходном состоянии, до псремещаемого балкой ползуна 8 после Б ее нагружения. В первом случае нагружения у1585829 исследуют статическое нагружение балки, т.е. плавное приложение нагрузки без рывков и ударов, Во втором случае исследуют динамическое нагружение балки при отсутствии высоты свободного падения груза, для чего крюк 7 устанавливают на штыревой упор, размещенный в нижнем отверстии 4, выполненном в панели 2, и который при Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в курсах сопротивления материалов и строительной механики при изучении особенностей воздействия ударных нагрузок на консольно закрепленную балку.Цель изобретения - повышение наглядности путем обеспечения сравнения поведения балки под действием статических и динамических нагрузок,На фиг,1 схематически показан предлагаемый прибор, вид спереди; на фиг,2 - то же, вид сбоку; на фиг,З - разрез А - А на фиг,1; нэ фиг.4 - узелна фиг.1; нэ фйг.5 - разрез Б - Б на фиг.1; на фиг.6 - прибор, при действии на балку статическОй нагрузки; нэ фиг.7 - то же, при действии на балку динамической нагрузки,Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит вертикально установленную на основании 1 панель 2, консольно закрепленную на панели 2 горизонтальную балку 3, средство нагружения балки и средство регистрации изгиба балки. Панель 2 имеет сквозные отверстия 4 для закрепления на разной высоте от балки 3 грузэ. Средство нагружения балки имеет подвешиваемый к балке 3 груз 5, штыревой упор 6, предназначенный для размещения в одном из сквозных отверстий 4 панели, и связанный с грузом 5 крюк 7, охватывающий балку 3, при этом крюк 7 опирается на упор 6,Средство регистрации изгиба балки состоит из взаимодействующего с подвижным концом балки магнитного полэуна 8, размещенного на имеющейся на панели 2 линейной шкале 9 при помощи вертикально натянутой гибкой связи 10, и установленного с тыльной стороны панели 2 магнитного фиксатора 11. Кроме того, на балке 3 установлен ограничитель 12 перемещения крюка 7, Панель 2 выполняет роль демонстрационного экрана, на котором нанесена визирная линия 13, совпадающая с исходным состоянием не- нагруженной балки 3, а балка установлена на панели 2 с возможностью регулирования ее 5 10 15 20 25 30 35 40 проведении опыта быстро убирается из отверстия 4. В третьем опыте груз 5 устанавливают на эадланной высоте путем установки крюка 7 на штыревой упор, размещенный в верхнем отверстии 4; Результаты опытов сравниваются с результатами, полученными расчетным путем. 7 ил,расположения в пространстве путем винтового соединения 14,Устройство работает следующим образом.Перед началом демонстрации регулировочным винтом 14 устанавливают балку 3 так, чтобы ее ось совпадала с визирной линией 13. После этого приступают к демонстрации, которая состоит из трех опытов. Вначале исследуют статическое нэгружение балки. Для этого полэун 8, перемещая по гибкой связи 10, устанавливают в контакте с подвижным концом балки 3 и возле ограничителя 12 осторожно (без рывков и соударений) подвешивают на крюке 7 груз 5. В результате балка 3, прогибаясь поддействием нагрузки, своим подвижным концом перемещает по гибкой связи 10 ползун 8 и занимает определенное положение в пространстве, характеризуемое перемещением конца балки д,(фиг.6), снимаемое с линейной шкалы 9, После этого, возвращая элементы прибора в исходное состояние, приступают к исследованию мгновенного динамического) нагружения балки при отсутствии высоты свободного падения груза 5. Для этого, используя нижнее отверстие 4 в панели 2, вставляют в него штыревой упор 6 и устанавливают на него крюк 7 с грузом 5, при этом между балкой 3 и крюком 7 не должно быть зазора (фиг,З). После этого быстро убирают (выдергивают) штыревой упор 6 из отверстия 4, в результате чего крюк 7 освобождается и балка 3 под действием нагрузки прогибается, а ее свободный конец, перемещая полэун 8, перемещается вдоль шкалы 9 на расстояние дд(фиг,7), которое в два раза больше чем д.Приступая к проведению третьего опыта, заключающегося в нагружении балки грузом, сброшенным с некоторой высоты, также возвращают элементы прибора в исходное состояние. После этого вставляют в верхнее отверстие 4 панели 2 штыревой упор 6 и устанавливают на него крюк 7 с грузом 5, После извлечения, как и в предыдущем опыте, крюка 7 из отверстия 4 груз 5, падая с заданной высоты и ударяя по балке, перемещает ее свободный конец йо шкале 9 на расстояние, которое в три раза больше чем дскб . Зная характеристики материала, из которого изготовлена балка, ее геометрические параметры и высоту приложения (сбрасывания) груза, производят расчет конца перемещения балки во всех указанных случаях нагружения и сравнивают их с результатами опытов, убеждая тем самым обучаемых в справедливости и достаточном согласовании расчетных и опытных данных,Использование изобретения позволяет доходчиво и наглядно осуществлять демонстрации статического и динамического нагружения консольной балки, подтверждая полученные результаты расчетными данными. Формула изобретения Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий консольно закреп 5 ленную на основании горизонтальную балку, средство нагружения балки, имеющее ; подвешиваемый к балке груз, и средство регистрации изгиба балки с линейной шкалой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью 10 повышения наглядности путем обеспечениясравнения поведения балки под действием статических и динамических нагрузок, он снабжен вертикальной панелью, имеющей сквозные отверстия для закрепления на 15 разной высоте от балки груза, средство нагружения балки снабжено связанным с грузом крюком, охватывающим балку, и штыревым упором, предназначенным для подвешивания крюка в одном из сквозных 20 отверстий панели, а средство регистрацииизгиба балки состоит из взаимодействующего с подвижным концом балки магнитного полэуна, размещенного на линейной шкале посредством вертикально натянутой 25 гибкой связи, установленного с тыльнойстороны панели магнитного фиксатора, при этом балка снабжена ограничителем перемещения крюка.1585829 ректор С. Шекма едактор С,Лиси ри 1 КНТ СССР оиэводстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2329 ВНИИПИ Составитель Р,Ужвий Техред М.Моргентал Тираж 380 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5