Учебный прибор по сопротивлению материалов

крышк ормал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Бюл. Ф 35сельскохозяйственная академия (72) Й.Й,Юодис (53) 371.66 (088.8) (56) Авторское свидетельств У 1511760, кл. С 09 В 23/06 (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПР МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет с большей степенью наглядности демонстрировать зависимость изменения касательных напряжений от величины нормальных напряжений в иэгибаемой балке. Учебный прибор содержит модель элементарного объема дейормируемого стержня, имеющую установленные на основании 1 вертикальные панели 2,3, лицевую у 4, стрелочные указатели 5 н ьных напряжений,прохоГ Ю дящие через отверстия, выполненныев панелях 2,3 стрелочные указатели7 касательных напряжений, размещенныев смотровых окнах 8 основания 1, исредство перемещения стрелочных указателей, состоящее из размещенныхв .модели шарнирного параллелограмма9, боковые 10,11 звенья которогосвязаны своей серединой с модельюпосредством осей 12 вращения и шарнирно установленных на основании 1рычагов 13,14, верхними концами связанных посредством пружин 15,16 сверхним 17 звеном параллелограмма 9.При этом стрелочные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене 18 последнего. При нахождении стрелочных указателей 5 нормальных напряжений внутри модели демонстрируют случай нагруженного состояния стержня, Выдвигая стрелочныеуказатели 5 нормальных напряженийна одну и ту же величину в обе сто1594589 роны путем воздействия на рычаги 13,14, демонстрируют явление чистогоизгиба, при этом стрелочные указатели 7 касательных напряжений не наблюдаются, т,к. они скрыты основанием1 модели, Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на разную величину от панелей 2, 3 демонИзобретение относится к демонст"рационным устройствам и может бытьиспользовано, например, при изучении:в курсах сопротивления материалов истроительной механики свойств внутренних силовых факторов, возникающихв иэгибаемых конструкциях, 2 ОПель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации связи между нормальными и касательными напряжениями в изгибае, Мом стержне. 25На Фиг,1 показан прибор в исходном положении, общий вид; на фиг,2то же, в процессе демонстрации, об"щий вид.Учебный прибор по сопротивлениюматериалов содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую основание 1, установленные на основании вертикальные панели2 и 3, лицевую крьппку 4, стрелочныеуказатели 5 нормальных напряжений,направленные перпендикулярно панели2,3 и проходящие через отверстия 6,выполненные в панелях, стрелочныеуказатели 7 касательных напряжений,размещенные в смотровых окнах 8,выполненных в основании 1, и средст".во перемещения стрелочных указателей 5 и 7,Средство перемещения стрелочныхуказателей размещено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма9, боковые звенья 1 О и 11 которогосвязаны своей серединой с модельюпосредством осей 12 вращения, и шарнирно установленных на основании 1по обе стороны от шарнирного параллелограмма 9 двух рычагов 13 и 14,верхними концами связанных посредством пружин 15 и 16 с верхним звеном7 шарнирного. параллелограмма.Стрелочные указатели 7 касательных напряжений закреплены на нижнемзвене 18 шарнирного параллелограмма; стрируют явление поперечного изгиба, при этом в результате поворота шарнирного .араллелограмма 9 на осях 12 в смотровых окнах 8 появляются стрелочные указатели 7 касательных напряжений, закрепленные на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма 9, 2 нл. стрелочные указатели 5 нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концом связаны с рычагами 13 и 14, при этом последние снабжены Фиксаторами 19 для их удержания в заданном положении на основании 1 модели.Прибор работает следующим образом, Перед началом демонстрации обучаемым объясняют, что модель элементар- . ного объема деформируемого стержня представляет собой часть балки,вырезанную из ее растянутой зоны, причем основание модели соответствует нейтральному слою деформированной балки.На приборе осуществляют три нида демонстраций; ненагруженной балки, случай чистого изгиба и явление поперечного изгиба, а также приводят теоретические сведения, характеризующие эти состояния деформируемой балки. После этого приступают к демонстрацииДемонстрация ненагруженной балки.В данном случае шарнирный параллелограмм 9 занимает строго вертикальное положение, а рычаги 13 и 14 наклонены внутрь модели таким образом,что стрелочные указатели 5 нормальных напряжений не видны из-за панелей 2 и 3. В этом случае не вид" ны также стрелочные указатели 7 касательных напряжений в смотровых окнах 8, что свидетельствует об отсутствии напряжений в балке, т.е.балка не нагружена внешней силой.Демойстрация явления чистого изгиба.В этом случае, воздействуя на рычаги 13 и 14, перемещают их от исходного положения в противоположные от шарнирного параллелограмма 9 на одну и ту же величину и Фиксируют в этом положении фиксаторами 19, В результате этого пружины 15 и 16 растягиваются на одну и ту же вели 1594589чину и удерживают шарнирцый параллелограмм в исходном положении, а .следовательно, не получают перемещений стрелочные указатели 7 касательных напряжений, т,е. их не видно в смотровых окнах 8, Одновременно, в результате смещения рычагов13 и 14 выдвигаются стрелочные указатели 5 нормальных напряжений в обестороны от модели на одну и ту жевеличину, причем стрелочные указатели, находящиеся в верхней частимодели, выдвигаются больше, чем нижние.Демонстрация явления поперечногоизгиба.В этом случае (фиг.2), воздействуя на рычаги, перемещают их отисходного положения в противоположные от шарнирноо параллелограмма9 таким образом, что рычаг 14 получает большее смещение, чем рычаг 13,и фиксируют в этом положении, В результате этого стрелочные указатели5 нормальных напряжений,находящиесясправа от модели, выдвигаются эа панель 3 больше, чем такие же стрелочные указатели выдвигаются за панель2. Одновременно с этим шарнирный параллелограмм 9, поворачиваясь наосях 12, выдвигает стрелочные указатели 7 касательных напряжений, которые наблюдают в смотровых окнах 8,повернув модель на бок, При этом.обращают внимание обучаемых на то,чтострелочные указатели 7 касательных.напряжений выдвигаются в сторонуменьших нормальных напряжений,. т,е.влево. Это означает, что в изгибаемой балке касательные напряжения зависят от интенсивности изменениянормальных напряжений,Использование изобретения позволяет с большой степенью наглядностидемонстрировать зависимость изменениякасательных напряжений в изгибаемойбалке от величины нормальных напряжений в различных случаях цагружециябалки. 5 Формула изобретенияУчебный прибор по сопротивлениюматериалов, содержащий модель элементарного объема деформируемого стержня со стрелочными указателями нормальных напряжений, направленнымиперпендикулярно его боковым гранями средство перемещения стрелочныхуказателей, о т л и ч а ю щ и й с ятеы, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрациисвязи между нормальными и касательными напряжениями в изгибаемом стержне, он снабжен стрелочными укаэателя ми касательных напряжений, модельэлементарного объема деформируемогостержня имеет основание со смотровыми окнами для стрелочных указателейкасательных напряжений, установленные 25 на основании вертикальные панели сотверстиями для проходящих через панели указателей нормальных напряжений и лицевую крышку, средство перемещения стрелочных указателей раэме щено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма, боковые звеньякоторого связаны своей серединой смоделью посредством осей вращения,и шарнирно установленных на основании по обе стороны от шарнирногопараллелотрамма двух рычагов,верхними концами связанных посредствомпружин с верхним звеном шарнирногонараллелограмь 1 а, при этом стрелоч ные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене шарнирного параллелограмма, стрелочныеуказатели нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концомсвязаны с рычагами, а последние снабжены фиксаторами для удержания ихв заданном положении на основаниимодели,1594589 Составитель П. СердечновРедактор О. Головач Техред М. яндык Корректор Т.Н ал дписно КНТ СС Производственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 2833 Тираж 387ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на крьггиямд. 4/5