Учебный прибор по строительной механике

 

Изобретение касается демонстрационных приборов по строительной механике и сопротивлению материалов и позволяет повысить дидактические возможности при демонстрации устойчивости составных стержневых систем в зависимости от места размещения на их звеньях преднапрягаюшего средства . Перемещая по звену 4 выдвижную рейку Ь с ползуном 7, устанавливают ее в произвольном месте звена 4 и закрепляют фиксатором 10. На расстоянии , равном длине гибкой связи 9, устанавливают на звене 3 ползун 8о При приложении к составному стержню нагрузки 14, равной критической, стержень теряет устойчивость, вследствие чего его элементы поворачиваются в шарнирах 5, 12 и 15, а преднапрягающее средство 11 растягивается, стремясь вернуть стержень в исходное состояние. Изменяя место расположения по высоте звеньев 3 и 4 ползуна 8 и выдвижной рейки 6 с ползуном 7 соответственно, демонстрируют влияние преднапрягающего средства 11 на устойчивость составного стержня при постоянном значении преднапрягающей силы, что достигается благодаря тому, что ползуны 7 и 8 всегда находятся на одном и том же расстоянии друг от друга, равном длине гибкой связи 9. 1 ил. с (Л

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4044800/27-12 (22) 28.03.86 (46) 07.03.88. Бюл. У 9 (71) Одесский институт инженеров морского флота (72) Д.M.1итерман, Т.С,Ефремова и Б.Д,Литовчин (53) 620.1.05 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 958613, кл, Е 04 С 3/20, 1982. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ

МЕХАНИКЕ (57) Изобретение касается демонстрационных приборов по строительной механике и сопротивлению материалов и позволяет повысить дидактические возможности при демонстрации устойчивости составных стержневых систем в зависимости от места размещения на их звеньях преднапрягающего среДства. Перемещая по звену 4 выдвижную рейку 6 с ползуном 7, устанавли„„SU„„1379790 А 1 вают ее в произвольном месте звена

4 и закрепляют фиксатором 10, На расстоянии, равном длине гибкой связи

9, устанавливают на звене 3 полэун

8. При приложении к составному стержню нагрузки 14, равной критической, стержень теряет устойчивость, вследствие чего его элементы поворачиваются в шарнирах 5, 12 и 15, а преднапрягающее средство 11 растягивается, стремясь вернуть стержень в исходное состояние. Изменяя место расположения по высоте звеньев 3 и 4 ползуна

8 и выдвижной рейки 6 с ползуном 7 соответственно, демонстрируют влияние преднапрягающего средства 11 на устойчивость составного стержня при постоянном значении преднапрягающей силы, что достигается благодаря тому, что ползуны 7 и 8 всегда находятся на одном и том же расстоянии друг от друга, равном длине гибкой связи 9. 1 ил.! 379790

Изобретение относится к демонстрационным приборам по строительной механике и сопротивление материалов и может быть использовано, например, 5 н учебном процессе.

Цель изобретения — расширение дидактических воэможностей при демонстрации устойчивости составных стержневых систем в зависимости от размещения преднапрягающего средства.

На чертеже представлена схема прибора.

Прибор содержит основание 1, установленную на основании вертикальную стойку 2, в которой закреплен составной стержень, состоящий из верхнего 3 и нижнего 4 звеньев, соединенных между собой с помощью 20 шарнира 5. Ка нижнем звене 4 установлена с воэможностью перемещения по нему выдвижная рейка 6 с ползуном 7. На верхнем энене 3 размещен полэун 8, соединенный с полэуном 7 25 гибкой нерастяжимой связью 9, при этом каждый палзун снабжен фиксатором 10. Верхний конец выдвижной рейки связан с полэуном 8 преднапрягающим средством 11, представляющим со- 30 бой пружину растяжения, Верхнее звено 3 с помощью шарнира 1? связано со средстном нагружения, состоящим из пружины 13 и сменного груза 14, а нижнее звено 4 с помощью шарнира

15 связано с оснонанием 1, Перемещая н процессе демонстрации по звену 4 составного стержня выдвижную рейку 6 с ползуном 7 и по звену 3 ползун 8, рассматривают следующие четыре случая влияния места расположения преднапрягающего средства на устойчивость конструкции: верхний конец выдвижной рейки располагается н верхнем крайнем положении, нескольКо ниже, чем в первом случае, но выme шарнира 5, на уровне шарнира 5 и ниже шарнира 5.

Во всех состояниях прибора исходным является прямое положение составного стержня и благодаря гибкои не50 растяжимой связи 9, которая должна быть в натянутом состоянии, преднапрягающее средство имеет одну и ту же длину, в связи с чем им создается одно и то же преднапряжение, 55

В каждом состоянии на составной стержень воздействуют грузом 14 и, нарушая кратковременным поперечным усилием прямолинейную форму стержня, наблюдают за ним. При этом значение груза 14, при котором всякое положение стержня является равновесным, в том числе и криволинейное, считают критическим.

В ходе проведения эксперимента демонстрируют, что критическое значение груза для первого состояния является наибольшим. Для второго состояния это значение несколько меньше.

В третьем случае критический груз равен нулю, так как равновесным является и прямое, и любое близкое к нему криволинейное положение стержня.

В четвертом случае ни одно из кри- нолинейных положений равновесным не. будет при любом значении нагрузки, в том числе и равном нулю.

Таким образом, преднапрягающее средство, воздействуя на систему, приводит ее в состояние, которое в первом и втором случаях является положением устойчивого равновесия, 4 н третьем — положением безразличного равновесия и н четвертом - неустойчивого.

Формул а и з о б р е т е н и я

Учебный прибор по строительной механике, содержащий основание, установленную на основании вертикальную стойку, в которой закреплен составной, состоящий иэ двух шарнирно соединенных звеньев стержень, преднапрягающее средство, выполненное в виде пружины растяжения, и средство нагружения, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических воэможностей путем демонстрации устойчивости стержня н зависимости от размещения преднапрягающего средства, он снабжен выдвижной рейкой, связанной одним концом с нижним звеном стержня с возможностью перемещения вдоль него и двумя полэунами с фиксаторами, один из ползунов размещен на выдвижной рейке, а другой - на ВерхнРм звене стержня, при этом полэуны соединены между собой гибкой нерастяжимой связью, а выдвижная рейка верхним концом связана с размещенным на верхнем звене стержня ползуном посредством преднапрягающего средства.