Учебный прибор по механике

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4217378/31-12 (22) 27.03.87 (46) 30.11.88, Бюл, В 44 (71) Марийский политехнический институт им. А,М.Горькorо (72) Б.В.Горский, Ю.А.Кондаков, Н.И.Трушников и К.А.Косов (53) 371.661.67(088,8) (56) Феодосьев В.И. Сопротивление ма« териалов. М., 1962, с. 43. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам.и позволяет при изучении курса сопротивления материалов осуществлять раскрытие стати ческой неопределимости стержневой системы методом сил. Подвешивая к шарниру 13 груз 14, демонстриру„„SU„„1441448 A 1 (51) 4 С 09 В 23/08 ют нагружение статически неопределимой системы, состоящей иэ трех стержней 3,4,5 и подвешенной к раме 2 посредством упругих деформируемых элементов (пружин) 6,7,8. Убирая в системе лишнюю связь путем удаления штыря 12 и втулки 11, закрепленной на верхней части 9 разрезного стержня

4, освобождают нижнюю часть 10 последнего и приводят тем самым систему в статически определимую. При этом наблюдают и фиксируют, что деформации крайних пружин 6,8 увеличиваются, средняя пружина 7 становится короче, а между торцами частей 9, 10 стержня 4 образуется зазор gP.

Вводя в систему гибкие связи 17,18 с грузами 15, приводят ее в систему, эквивалентную первоначальной, но уже

1441448 статически определимую. Свидетельством этому является то, что все три пружины 6,7,8 н данном случае имеют ту же длину, что и н первом случае, а зазор d Р стал равен нулю, т.е. деформации стержней, имитируемые упругими элементами, равны деформациям стержней первоначальной схемы конструкции. Усилия (нес грузов 15}, при которых зазор аР = О, и есть исИзобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано при изучении метода сил при раскрытии статической неопределимости системы н курсе сопротивле- 5 ния материалов.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор с нераскрытой статической не10 определимостью; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — прибор с раскрытой статической неопределимостью путем удаления лишней снязи;

15 на фиг. 4 †разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — прибор с раскрытой статической неопределимостью; на фиг. 6— разрез В-В на фиг. 5.

Прибор содержит основание 1, вертикально установленную на основании

20 раму 2 с подвешенной к ней статически неопределимой системой, состояще из расположенных н одной плоскости и шарнирно связанных между собой нижними концами трех стержней 3 — 5, верхние концы которых связаны с рамой 2 посредством упругих деформируемых элементов (пружинами) 6 — 8, и средство нагружения.

Средний стержень 4 выполнен разрезным и состоит из двух частей 9 и

10, на верхней части 9 закреплена втулка 11 с фиксатором в виде штыря 12, в которой размещена с возможностью перемещения и фиксирования нижняя часть 10 стержня.

Средство нагружения имеет подвешенный к шарниру 13 груз 14, дополнительные грузы 15 блоки 16 уста9 в

40 новленные на раме 2, и дне пары гибкомое усилие. в среднем стержне, в результате чего система является уже статически определимой, т,к, раскрытием статической неопределимости системы методом сил является определение усилий, возникающих в элементах конструкции, При этом усилия в крайних стержнях 3 5 определяются с помощью обычных уравнений статики.

6 ил.

2 ких связей 17 и 18, первая из которых одним концом закреплена на верхней

9, а вторая на нижней 1О частях разрезного стержня 4, при этом ветви каждой пары гибкой связи размещены по разные стороны от разрезного стержня 4 и направлены навстречу одна к другой, а к свободным их концам подвешены дополнительные грузы

15, причем гибкие связи 18, прикрепленные к нижней 10 части разрезного стержня 4, переброшены через блоки !6.

Прибор работает следующим образом.

Нагружая систему грузом 14 (фиг. 1), демонстрируют нагружение статически неопределимой системы.

При этом визуально наблюдают и фиксируют на какую длину растянулись пружины 6 — 8, имитирующие деформации стержней 3 — 5 под действием груза 14.

Вынимая фиксирующий штырь 12, освобождают нижнюю часть стержня и тем самым, убирая в системе лишнюю связь, приводит систему из статически неопределимой в статически определимую (фиг. 3). При этом также. визуально наблюдают и фиксируют, что деформации крайних пружин 6 и 8 увеличились, т. е. они удлинились, средняя пружина 7 стала короче, т.е. сократилась, а между торцами верхней и нижней частей 9 и 10 разрезного стержня 4 образовался зазор dP.

Вводя в систему гибкие связи !7.и

18 с грузами 15 (фиг. 5), приводят ее в систему, эквивалентную перноначальной (фиг. 1), но уже статически

1441448 определимую. (:видетельством этому является жо, что все три пружины 6 — 8 в данном случае имеют ту же длину, что и в первом случае, а зазор стал равен нулю, т.е. деформации стержней, имитируемые пружинами, равны деформациям стержней первоначальной схемы конструкции, при этом усилие, создаваемое грузами 15, должно быть таким, чтобы в результате дополнительной де1 формации всех стержней (пружин 6 — 8) зазор Р закрылся, что достигается постепенным добавлением (подбором) грузов )5.

Усилия (вес грузов 15), при которых зазор закроется, и есть искомое усилие в среднем стержне, в результате чего система является уже статически определимой, т.е. раскрытием статической неопределимости системы методом сил является определение усилий, возникающих в элементах конструкции, при этом усилия в крайних стержнях 3 и 5 определяются с помощью обычных уравнений статики.

Применение предлагаемого прибора расширяет дидактические возможности, например, при изучении в курсе сопротивления материалов раскрытия статической неопределимости систем методом сил, Формула и з о б р е т е н и я

Учебный прибор по механике, содержащий основание, вертикально установленную на основании раму с подвешенной к ней статически неопределимой системой, состоящей из расположенных в одной плоскости и шарнирно связан5 ных между собой нижними концами трех стержней, и средство нагружения в виде подвешенного к шарниру груза, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации ракрытия методом сил статической неопределимости системы, средний стержень выполнен разрезным и состоит иэ двух частей, на верхней из которых закреплена втулка с фиксатором, в которой размещена с возможностью фиксирования и перемещения нижняя часть стержня, а средство нагружения снабжено дополнительными грузами, блоками, установленными на перекладине рамы, и двумя парами гибких связей, первая из которых одним концом закреплена на верхней, а вторая — на нижней час25 ти разрезного стержня, при этом верхние концы стержней связаны с рамой посредством упругих деформируемых элементов, ветви каждой пары гибкой связи размещены по разные стороны

Q(3 от разрезного стержня и направлены навстречу одна к другой, а к свободным их концам подвешены дополнительные грузы, причем гибкие связи, прикрепленные к нижней части разрезного стержня, переброшены через блоки.

144lli48

1441448

Составитель П. Сердечнов

Техред M.Ходанич Корректор Н. Король

Редактор А. Ревнн

Заказ Ü294/55

Тираж 459 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4