Устройство для демонстрации распределения нагрузки при нагружении балки

СО 1 ОЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН ЯО 12838(51)4 С 09 В 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ У К АВТОРСН:Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт и Специальноеконструкторское бюро по подземномусамоходному горному оборудованию(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРИ НАГРУЖЕНИИ БАПКИ(57) Изобретение относится к учебнымустройствам по механике и позволяетповысить демонстрационные возможности путем демонстрации зависимостиположения сосредоточенной нагрузки от величины распределенных нагрузокна участке балки, Устройство состоит иэ балки 1, указателей 2 распределенной нагрузки на участке балки,соединенных одним концом с планкой3, передней панели 5, на внешней стороне которой расположен стрелочныйуказатель 4 сосредоточенной нагрузки и механизма перемещения планки 3и стрелочного указателя 4. При изменении длины указателей 2 путем перемещения планки 3 изменяются интенсивность нагрузки, и жестко связанныйс планкой 3 поводок 11 тоже изменяет свое положение, отклоняя кулису9, а вместе с ней и кулису 8, которая в свою очередь тянет эа собойползун 10 с установленным на немстрелочным указателем 4 сосредоточенной нагрузки. 6 ил,3830 1 28Изобретение относится к учебнымустройствам по механике,Целью изобретения является повышение демонстрационных возможностей путем демонстрации зависимости положе"ния сосредоточенной нагрузки от величины распределенных нагрузок, приложенных на участке балки.На фиг.1 схематически показаноустройство, нагруженное равномернораспределенной нагрузкой, общий вид;на фиг, 2 - устройство при демонстрации нагрузки, распределенной по закону треугольника на фиг. 3 - тоже, при уменьшении интенсивностинагрузки, распределенной по законутреугольника; на фиг. 4 - разрез А-Ана фиг.1; на фиг. 5 - разрез Б-Б нафиг.1; на фиг. 6 - устройство придемонстрации нагрузки, распределенной по закону трапеции, общий вид,Устройство состоит из балки 1,указателей 2 распределенной нагрузки на участке балки 1, выполненныхв виде стрелок, каждая иэ которыхсоединена одним концом с плавкой 3и стрелочного указателя 4 сосредоточенной нагрузки, равнодействующейраспределенной нагрузки. Устройствоимеет расположенную перед балковпанель 5 с горизонтальной прорезью 6и механизм перемещения планки 3 суказателями 2 распределенной нагрузки и стрелочного указателя 4 сосредоточенной нагрузки, состоящий издвух связанных одним концом посредством оси 7 кулис 8 и 9 шарнирносвязанного с одной из кулис 8 и жестко со стрелочным указателем 4 сосредоточенной нагрузки, полэуна 10 иповодка 11, шарнирно соединенного одним концом со второй кулисой 9, адругим жестко - с планкой 3, при этомточка соединения поводка 11 с план"кой 3 расположена иа перпендикулярной продольной оси балки 1 прямой,соединяющей ее с осью 7 кулис. Стрелочный указатель 4 сосредоточеннойнагрузки расположен на внешней стороне панели 5, бапка 1 имеет направляющие отверстия 12 для размещениясвободных концов указателей 2 распределенной нагрузки, которые соединены с планкой 3 посредством шарниров13. На верхней части балки 1 нанесена цветовая индикация 14 направленияраспределенной нагрузки. Стрелочныйуказатель 4 также может иметь цвето вую индикацию, отличную от индикации 4.Для предохранения указателей 2 отих полного извлечения из направляю щих отверстий 12 крайние указатели 2оканчиваются фпанцем 15, а для установки указателей 2 на требуемую высоту по отношению к балке 1 имеютсявинтовые стопоры 16 и 17.Устройство работает следующим образом.Для демонстрации действия равномерно распределенной нагрузки научасток балки 1 устройство устанавливают в положение, изображенное нафиг,1. Крайние указатели 2 распределенной нагрузки закреплены винтовыми стопорами 16 и 17 таким образом,чтобы планка 3 была расположена па раллельно балке 1, обе кулисы 8 и 9устанавливаются вертикапьно по одной.прямой, соединяющей точку соединенияповодка 11 с планкой 3 и ось 7 кулис,При этом стрелочный указатель 4 займет положение посредине загруженногоучастка балки 1, что соответствуетположениям теоретической механики.Для демонстрации равномерно распределенной нагрузки меньшей интен"сивности, отпускают винтовые стопоры 16 и 17 и перемещают планку 3вниз параллельно балке 1, при этомточка приложения равнодействующей,определяемая положением стрелочного указателя 4, не изменяется, поскольку шарнир, соединяющий поводокс кулисой 9, перемещаясь сверхувниз по кулисе 9, не изменяет ее положения и поэтому остаются в исходном положении и кулиса 8 и связанный с ней черезползун 10 стрелочный указатель 4.Для демонстрации нагрузки на балку 1, распределенной по закону треугольника, закрепляют 4 срайний указатель 2 стопором 16, а планку 2 поворачивают с другого конца вниз доупора и закрепляют стопором 17 какпоказано на фиг.2. При этом вместес планкой 2 поворачивается и поводок1, отклоняя кулису 9 на определенный угол и, следовательно, пово"рачнвая и вторую кулису 8, котораявзаимодействуя с ползуном 10, смещает н стрелочный указатель 4, устанавливая его в прорези 6 панели 5на расстоянии одной трети от конца3 12838 участка балки 1 с наибольшей интенсивности нагрузки,30 Таким образом, применение предла" 35 гаемого устройства в учебном процессе позволит повысить качество изложения основных положений сопромата н строительной механики,На Фиг, 3 показано, что положение стрелочного указателя 4 сосредоточенной нагрузки, равнодействующейраспределенной по закону треугольника, не зависит от интенсивности нагрузки. Отпуская стопор 16, перемещают планку 2 вниз таким образом, чтоЮбы другой конец планки 3 не отрывался от стопора 17. При этом указатели 2 распределенной нагрузки, перемещаясь в направляющих,отверстиях12 балки 1, изменяют свою величину,т.е. интенсивность нагрузки, однакоположение стрелочного указателя 4не меняется, так как при перемещениипланки 3 путем поворота ее вокругОвинтового стопора 7, поводок 11 перемещается по кулисе 9 не изменяя ееположения, следовательно не изменится положение и кулисы, связанной пос. редством ползуна 1 О со стрелочнымуказателем 4,На фиг. 4 показана демонстрациянагрузки, распределенной по законутрапеции. Стрелочный указатель 4.устанавливается между серединой итретьей частью загруженного участкабрелки 1Формула из обретенияУстройство для демонстрации распределения нагрузки при нагружении балки, содержащее балку, указатели распределенной нагрузки на участке балки, выполненные в виде стрелок, каждая из которых соединена одним концом с планкой, и стрелочиый указатель сосредоточенной нагрузки,равнодействующей распределенной, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем демонстрации зависимости положения сосредоточенной нагрузки от величины распределенных нагрузок, оно имеет расположенную перед балкой панель с горизонтальной прорезью и механизм связывающий перемещение планки с указателями распределенной нагрузки с перемещением стрелочного указателяу состоящий иэ двух связанных одним концом посредством оси кулис, шарнирно связанного с одной из кулис и жестко со стрелочным указателем сосредоточенной нагрузки ползуна и поводка, шарнирно соединенного одним концом со второй кулисой, а другим жестко с планкой, при этом точка соединения поводка с планкой расположена на перпендикулярной продольной оси балки прямой, соединяющей ее с осью кулис, указатель сосредоточенной нагрузки расположен на внешней стороне панели, балка имеет направляющие отверстия для размещения свободных концов указателей распределенной нагрузки, а последние соединены с планкой посредством шарниров.1283830 л-а оставиталь Г,Самбикина ехред К.Ходанич ректор О.Луго едактор Ю.Серед Тираж 433 Государственного елам изобретений и Москва, Ж, Ра