Учебный прибор по сопротивлению материалов

с ф СС 1 К 13 СОЕ 1 Г 1 СКИХ СОЦИЛ 1 ИСТИ 1 Г СКИХ РЕ-СПУЬПИК Е 5115 б 09 В 23/06 ГОСУ/1 ЛЕСТЕ 1 ЕН 11 ЫЙ КОЕУ 1 ИТГТ ПО ИЗОГ 1 ЕТГЕИЯМ И ОТКРЫ ГИЯ 1 У 1 Г 1 ПИ ГК 11 Т СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 М СЛ (Л(71) Могилевский машиностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР Мг 1297095, кл. 6 09 В 23/06, 1985,(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и может быть использовано в учебном процессе, Целью изобретения является расширение демонстрационных возИзобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и позволяет демонстрировать формы эпюр напряжений, возникающих в поперечном сечении внецентренно нагруженной модели плоского стержня, при действии осевого растягивающего усилия и изгибающего момента,Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей,На фиг. 1 приведена схема учебного прибора в ненагруженном состоянии; на фиг, 2 - то же, при нагружении элемента одной осевой силой Р; на фиг, 3 и 4 - то же, при нагружении элемента осевой силой Р и моментами, равными РХ и 2 РХР, соответственно; на фиг. 5 - прибор, вид сзади; на фиг.6 и 7 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.Учебный прибор по сопротивлению материалов состоит из модели 1 нагружаемого 5.О 1672515 А 1 можностей учебного прибора. Учебный при бор содержит модель 11 агружаемого элемента со смотровым окном, продольными прорезями и изобрэже 1 ием сетки эпюры напряжений и средство для демонстрации изменения эпюры 1 аг 1 ряже ий включающие секторную и прямоугольную пластины. Прямоугольная пластина упруго связана с моделью и снабжена центральной 11 агружающей тягой, несущей шарнирно закрепленный поперечныи с гержень На оси секторной пластины жестко закреплен второй поперечный стер,кень, упруго связанный с моделью, Поперечные стержни связаны между собой посредством телегкопических тяг, Все тяги снабжены стрелками-векторами нагружающих сил, 7 ил. элемента со смотровым окном 2 и изображением 3 сетки эпюры и средства для дгмонстрации изменения эпюры напряжений при изменении точек приложения нагрузки, включающее расположенные по разные стороны модели 1 прямоугольную 4 и секторную 5 пластины с изображением 6 направления изгибающего момента. Причем первая установлена с воэможностью возвратно-поступательного движения, а в 1 орая с возможностью поворота вокруг оси 7 относительно модели 1.Прямоугольная пластина 4 упруго связана с моделью 1 пружиной 8 и снабжена центральной нагружающей тягой 9, несущей шарнирно закрепленный на поводке 10, размещенном в центральной прорези 11модели 1, поперечный стержень 12, расположенный на лицевой стороне модели 1. На оси 7 секторной пластины 5 закреплен вто 1 сц"1)".стгржеь 13 у 1 уо связ;ыи г мдг пьк) 1 цружинои 1С) ери 12 и 13 шарнирно связанымежду ссоы цодружиненньми тепегкопиос.киьи тягами 15 и 16 с поводками 17,ко)орые перелещаотся в продольньх прорезях 18 21 модели. Все тяги 9, 15 и 16распопожень г, обратной стороны модели 1и несут а своих свободных концах жесткозакрецпенье стрелки - векторы 22 24нагружающих сил, На лицевой стороне модели 1 нанесеня шкалы величин нагряжений отдельно для каждого вида на руженияи дпя сул ларной эпк)ры внецентренцогорастяж ния а также иэ.)бражены нулевыелинии 25 27 эпк)р, Эцюры образуютсяэ гими упевыми линиями и верхним краемцря лоус,ц) цпастины 4 и сгержнями 13и 12 соответственноПрибор работает следующим образом,Для демонстрации эцюры нацряжеийо действия осепого растягивающегоусилиясоспеднее прикладывают к свободнолуконцу центральной тяги 9 фиг. 2), котораяперемещает пластину 4 и поперечный стержень 12 на одинаковую величину, равнуюдлине прорези 11, В результате этогоперемещения из-за модели появляетсяизображение стрелки-вектора 22, соответсвуоцее величине прикладываемои нагрузки, а пластина 4 открывает частьизображения 3 эпк)ры напряжений, соответствуощей величине нагрузки, равнойединице по шкапе напряжений, При этомэпоры напря кеий, образованные нулевойпилей 25 и верхним краем гластины 4 инулевой лиюей 27 и стержнем 12, доказьвзют то попо;кение центрального растяжения, что в любом поперечном сечениистержня норлальнье напряжения одинаковы,Для демонстрации явления внецентренного растяжения растягивающее усилиеприкладываюг еве и к тяге 15 фиг, 3). расположенной на расстоянии Хр от центральной тяги 9, Тяга 15 посредством поводков 17поворачивает стержень 13 вместе с сектором 5, и стеожень 12 на одинаковые углы,определяемые длинами прорезей 18 и 19,При эгом в смогровом окне 2 появляетсяизоб 1)ажениэ стрелки 6, указьвающей направпеи изгибающе.о моме) а и характеризующей своей дпиой е о величину УР Хв, Г нижней части моделипри этомпоявляется изображение с) репки-векора23, соответствующего величине рипокенной растяивающеи нагрузки Р;Зпоруацрчжений ог дейсгвия изгибао.егомоментаэтом .;пучаеао кдаю, е.кдупс Бь пе 26 1 Г Грж е 13 1" и 1 а ац рчжс ий оотве гсвукш 1 ая этому ломенту, изображается на шкапе нацряжеий ординагой. равнои единице. Суммарная эпюра напряжений изображается нулевой 5 линией 27 и стержнем 12. Далее поясняютслушателям, то цри увеличении координаты Х точки приложения силы Р будет увеличивагься только изгибак)щий момент, а, следовательно, будут увеличиваться напря жения от этого момента в соответствии сформулой:о =- - -.- - Х,Р Р ХГ,)где Хв - координата точки приложения си 15 пы;Х - координата точки, в которой определяется напряжение;момент инерции сечения,Г - площадь поперечного сечения,20 Для подтверждения сказанного прикладывают сик тяге 16 фиг. 4), расположенной на оассгоянии 2 хг от тяги 9. При этомтяга 16 посредством поводков 17 поворачивает стержни 13 и 12 на одинаковые углы,25 характеризуемые длинами прорезей 20 и 21.В смотровом окне 12 в этом случае появляется увеличенное иэображение стрелки 6,характеризующее величину момента, возросшего в два раза, В нижней части модели30 появляется иэображение стрелки-вектора24, величина которой соответствует величине прикпадываемой нагрузки Р, При этомвеличина напряжения, соответствующаяэтому моменту, изображается на шкале на 35 пряжений ординатой, равной двум, формаи величина суммарной эпюры напряженийизображается нулевой линией 27 и стержнем 12. При этом на эпюре видны эона растяжения и зона сжатия,40 Таким образом, рассмотренный учебный прибор по сопротивлению материаловпозволяет демонстрировать равенство нормальных напряжений во всех поперечныхсечениях центрального растянутого стерж 45 ня и изменение характера эпюр и величиннормальных напряжений при внецентренном растяжении стержня при изменении величин растягивающих нагрузок иизгибающих моментов.50 Формула изобретенияУчебный прибор по сопротивлению материалов. содеркащий модель нагружаемого элемента со смотровым окном иизображеием на ее поверхности сетки55 эпюрыапряжений и средство дпя демонстрации изменения эпюры напряжений приизменении точек приложения нагрузки,вкпкчающее расположенные по разныестороны лоде и прямоугольную и сектор ную пластины причем первая установлена с возможносгью возврагно поступлгельного движения, а вторая с возможностью поворота вокруг оси относительно модели, при этом на секторной пласгине нанесено изображение направления изгибающего момента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чго, с целью расширения демонстрационных возможностей, модель имеет продольные прорези различной длины с размещенными в них поводками, прямоугольная пластина упруго связана с моделью и снабжена центральной нагружающей тяой, расположенной с тыльной стороны модели и несущей шарнирно закрепленный на поводке, размощенном в центральной прорези модели, первыи поперечный стержень, расположенныи на лицевой стороне модели и снабженныи продольными нагружающими 5 телескопическими тяами, расположенными г. тыльной стороны модели, параллельными центральной тяги, при этом на оси секторной пластины, на лицевой стороне модели жестко закреплен второй попе речный стержень, упруго связанный смоделью и телескопическими тягами, причем последние соединены с поводками, расположенными в прорезях модели, и на всех тягах жестко закреплены стрелки-векторы 15 нагружающих сил,Составитель М Коноваленкоактор В.Бугренкова Текред М,Моргентал Корректор А.Осауленкоказ 2844 Тираж 280 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб, 4/5роизводстненно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101