Учебная установка по сопротивлению материалов и строительной механике

(55 6 09 В 23/06 ГКНТ СССРПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛ ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1142857, кл, 6 09 В 23/06, 1987,(54) УЧЕБНАЯ УСТАНОВКА ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ И СТРОИТЕЛЬНОИ МЕХАНИКЕ(57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике ипозволяет расширить диапазон решаемыхзадач путем демонстрации влияния различных силовых. факторов на устойчивость деформируемого стержня, При вращении диска 11 за ручку 12 сжимающее усилие через хвостовик 10, образующий винтовую пару с диском 11, динамометр 13 и раму 4, передается на деформируемый стержень 8, связанный нижним концом с рамкой 4, а верхним - с перекладиной 6.рамы 5. Сила, при которой стержень 8 теряет устойчивость, регистрирчется динамометром 13, а деформации , тензодатчиками, установленными на стержне и связанными с контрольной аппаратурой, Устанавливая в заданном сечении стержня сменную промежуточную опору 9, путем вращения вала 7, образующего с втулкой этой опоры винтовую пару, и подвешивая к нижней перекладине рамки 4 грузы 14, демонстрируют потерю устойчивости стержня 8 при различном сочетании действующих на него внешних силовых факторов. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике.Целью изобретения является оасширение диапазона решаемых задач путем демонстрации влияния различных силовыхфакторов на устойчивость деформируемогостержня,На фиг. 1 изображена установка, общийвид; нафиг,2 - разрезА - Анафиг.1;нафиг. 103, 4, 5 - промежуточная опора; на фиг, 6 -узел средства нагружения.Учебная установка по сопротивлениюматериалов и строительной механике содержит основание 1, установленный на основании корпус, состоящий из колонн 2 изакрепленной на их верхних торцах плиты3, размещенные в корпусе вертикальнуюрамку 4, П-образную раму 5, перекладина 6которой жестко связана с корпусом, а одна 20из стоек выполнена в виде вращающегосявинтового вала 7, деформируемый стержень8, нижний конец которого жестко связан снижней перекладиной рамки 4, а верхний -с пере:1 адиной 6 рамы 5, подвижную промежуточную опору 9 переменной жесткости, смонтированную на стойках рамы 5 ивзаимодействующую с деформируемымстержнем 8, средствонагружения и средство регистрации деформаций, при этом 30боковые стороны рамки 4 размещены в от верстиях, выполненных в перекладине 6 ра-.мы 5.Средство нагружения состоит иэ размещенного в выполненном в плите 3 отверстии хвостовика 10, имеющего на верхнемконце резьбовой участок, размещенного наплите 3 поворотного диска 11 с центральным реэьбовым отверстием, образующим схвостовиком 10 винтовую пару, и с поворотной рукояткой 12, размещенный в корпусединамометр 13, один захват для приложения нагрузки которого связан с верхней перекладиной рамки 4, а другой - схвостовиком 10, и набор грузов 14, падвешенных к нижней перекладине рамки 4,Промежуточная опора 9 состоит из размещенных на стойках П-образной рамы 5двух подвижных втулок 15, 16, одна из которых 15 имеет резьбу и образует с валом 7 50винтовую пару, двух призм 17 и 18, размещенных по обе стороны деформируемогостержня 8 и установленных в контакте сним, и двух сменных пластинчатых пружин19 и 20, концы каждой из которых закреплены на втулках 15 и 16, а середина связана содной из призм 17, 18.Средство регистрации деформаций состоит иэ тензодатчиков не показаны), размещенных на деформируемом стержне 8 и электрически связанных с контрольной аппаратурой (не показана),Установка работает следующим образом,1, Демонстрация потери устойчивостистержня при действии на него только сжимаемой силы,Нагружение осуществляют путем вращения диска 11 за ручку 12, Возникающеерастягивающее усилие передается на ринамометр 13 и рамку 5, нагружение которойведет к сжатию стержня 8, В момент потериустойчивости стержня появляются изгибные деформации, которые измеряются тензодатчиками и контрольной аппаратурой.Величина критической силы фиксируется попоказанию динамометра 13.2. Демонстрация повышения устойчивости стержня 8, скрепленного с промежуточной подвижной опорой 9, производитсяплавным перемещением опоры 9 по стойкам рамы 5 путем вращения винтового вала7 и перемещения в улок 15 и 16 и фиксацией .их в заданном положении. Нагружение Иизмерение результатов происходит аналогично п.1,.Анализируют как меняется величинакритической силы при разных положенияхопоры 9 по длине стержня 8. Определяютположение проМежуточной опоры 9, при котором величина критической силы достигаетмаксимального .значения при разных граничных условиях стержня 8,3. Демонстрация влияния измененияжесткости промежуточной опоры 9 на устойчивость стержня осуществляется заменой.сменных пластинчатых пружин 19 и 20 напружины. обладающие другими жесткост-.ными характеристиками. Затем нагружаютстержень и фиксируют результат аналогично п.1.4. Демонстрация повышения устойчивости стержня от роста сил предварительногорастяжения стержня 8 осуществляется подвешиванием к нижнему концу стержня набора грузов 14. Затем нагружают стерженьи фиксируют результат аналогично и. 1.Для демонстрации эффекта от совместного действия нескольких силовых факторов и. 1-4 выполняются в необходимойпоследовательности в одном цикле испытаний.Использование изобретения позволяет .производить лабораторные работы, демонстрирующие повышение устойчивости стержня при росте сил от предварительногорастяжения стержня, изменением положения и жесткости промежуточной опоры, путем использования сменных опорныхустройств, а также влияние всех этих факторов в совокупности и в различных комбинациях,Формула изобретения 1, Учебная установка по сопротивлению материалов и строительной механике, содержащая основание, установленный на основании корпус, размещенные в корпусе вертикальную рамку, деформируемый стержень, один конец которого связан с перекладиной рамки, средство нагружения, имеющее взаимодействующий с деформируемым стержнем хвостовик и набор подвешенных к нижней перекладине рамки грузов, и средство регистрации деформаций, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации влияния различных силовых факторов нэ устойчивость деформируемого стержня, она снабжена размещенной в корпусе на основании П-образной рамой, перекладина которой жестко связана с корпусом, а одна из стоек выполнена в виде вращающегося винтового вала, плитой., закрепленной на верхнем торце корпуса, подвижной промежуточной опорой переменной жесткости, смонтированной нэ стойках П-образной рамы и взаимодействующей с деформируемым стержнвм, который одним концом жестко связан с перекладиной П-образной рамы, а другим-с нижней перекладиной рамки, при этом боковые стороны рамки и хвостовик размещены в отверстиях, соответственно выполненных в перекладине П-образной рамы и в плите. 5 2, Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что средство нагружения имеет размещенный в корпусе динэмометр, один захват для приложения нагрузки которого связан с верхней перекладиной рамки, а другой - с10 хвостовиком, имеющим на верхнем конце резьбу, и размещенный на плите поворотный диск с центральным резьбовым отверстием, образующим с хвосто виком винтовую пару.15 3. Установка по и. 1, о т л и,ч а ю щ а я с я тем, что промежуточная опора состоит из размещенных на стойках П-образной рамы двух подвижных втулок, одна из которых имеет резьбу и образует с валом винтовую пару,20 двух призм, размещенных по обе стороныдеформируемого стержня и установленных в контакте с ним, и двух сменных пластинчатых пружин, концы каждой из которых закреплены на втулках, а середина связана25 с одной из призм,4.Установка поп.1,отличающаясятем, что средство регистрации деформаций состоит из тензодатчиков, размещенных на 30 деформируемом стержне и электрическисвязанных с контрольной аппаратурой.1720065 нов Составитель П,СердТехред М.Моргента орректор А,Осауленк азорен едакт зводственно-издательский комбинат "гент", г, Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 772 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Подписноеизобретениям и открытиям при Г