Учебный прибор по сопротивлению материалов

Авторы патента:

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет иллюстрировать нагружение бруса внецентренно приложенной растягивающей нагрузкой. Прибор содержит раму 1, модель деформируемого бруса, состоящую из стержней 2, связанных перемычкой 3, и упругих элементов 4, закрепленных на верхних торцах стержней 2 и на перекладине 5 рамы 1, средство нагружения, состоящее из горизонтальной планки 6 и груза 7, установленного на последней с возможностью перемещения, и средство регистрации, состоящее из трех горизонтальных реек 8 - 10. Рейка 8 концами закреплена на стойках 11, 12 рамы 1, рейка 9 закреплена серединой на центральном стержне 2, рейка 10 серединой шарнирно связана с центральным стержнем. На крайних стержнях установлены поворотные втулки, а концы рейки 10 размещены в этих втулках. Устанавливая груз 7 под центральным стержнем 2 (по оси модели деформируемого бруса), моделируют нагружение бруса центрально приложенной силой, а деформации определяют по перемещению реек 9 и 10. Сместив груз 7 от центрального расположения на некоторое расстояние, моделируют нагружение бруса внецентренно приложенной силой. Наклон рейки 10 свидетельствует о наличии в брусе изгибающего момента, равного по величине произведению силы на плечо от точки ее приложения до оси бруса. Фигуры, образованные стержнями 2 и рейками 8 - 10, соответствуют эпюрам напряжений. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (Д1} С 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСВ 7BУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4354498/40-12 (22) 04.01.88 (46) 23.03.90. Бюл. М 11 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им, 60-летия СССР (72) Н,Ф.Редковец и В.Х.Баланин (53) 371.66(088.8) (56) Юденич В.В. и др, Технические средства обучения и типовое учебнолаббраторное оборудование, «.М,, 1974, с. 90. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет иллю:, стрировать нагружение бруса внецентренно приложенной растягивающей нагрузкой. Прибор содержит раму 1, модель деформируемого бруса, состоящую из стержней 2, связанных перемычкой

3, и упругих элементов 4, закрепленных на верхних торцах стержней 2 и на перекладине 5 рамы 1, средство нагружения, состоящее из горизонтальной планки 6 и груза 7, установленного на последней с возможностью пере„„ЯО„„155222О мещения, и средство регистрации, состоящее из трех горизонтальных реек

8-10. Рейка 8 концами закреплена на стойках 11, 12 рамы 1, рейка 9 закреплена серединой на центральном стержне 2, рейка 10 серединой шарнирно связана с центральным стержнем.

На крайних стержнях установлены пово-! ротные втулки, а концы рейки !О раз.мещены B этих втулках. Устанавливая груз 7 под центральным стержнем 2 (по оси модели деформируемого бруса), моделируют нагружение бруса центрально приложенной силой, а деформации определяют по перемещению реек 9 и

10. Сместив груз 7 от центрального расположения на некоторое расстояние, моделируют нагружение бруса внецентренно приложенной силой. Наклон рейки 10 свидетельствует о наличии в брусе изгибающего момента, равного по величине произведению силы на плечо от точки ее приложения до оси бруса. Фигуры, образованные стержнями

2 и рейками 8-10, соответствуют зпюрам напряжений. 6 ил.!

552220

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и может быть использовано, например, при изучении в курсах сопротивления материалов и строительной механики процессов растяжения образцов внецентренно приложенной нагрузкой.

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей.

На фиг.l показана общая схема прибора; на фиг.2 вЂ” узел I на фиг.1; на фиг,3 вЂ” узел II на фиг.1; на фиг.4 вЂ” средство регистрации при нагружении прибора; на фиг.5 вЂ” экспери- 15 ментальные эпюры напряжений; на фиг.б вЂ” теоретические эпюры н .пряжений„

Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит вертикально ус- 20 тановленную на основании раму 1, модель деформируемого бруса, состоящую из набора вертикально расположенных в одной плоскости стержней 2, связанных нижними торцами посредством 25 горизонтальной перемычки 3, и упругих элементов 4, закрепленных одними концами на верхних торцах стержней

2, а другими вЂ” на перекладине 5 рамы 1, средство нагружения и средство регистрации деформаций, причем количество стержней 2 должно быть не менее трех.

Средство нагружения состоит из связанной с нижними торцами крайних

35 стержней 2 горизонтальной планки б и груза 7, установленного на последней с возможностью перемещения, Средство регистрации состоит из трех горизонтальных реек 8-10 пер40 вая из которых концами закреплена на стойках 11 и 12 рамы 1, вторая рейка 9 закреплена серединой на центральном стержне 2, третья рейка 10 серединой шарнирно связана с централь- 45

klhlM стержнем, при этом на крайних стержнях установлены поворотные втулки 13.,а концы рейки 1О размещены во втулках 13.

Прибор работает следующим образом, Перед началом Демонстрации обучаемым объясняют, что внутреннее строение деформируемого бруса представляет собой волокнистую стружку, при этом волокна моделируются стержнями

2. Кроме этого, поясняют, что нагружение бруса производится только но одной из главных осей инерции его сечения, Вначале демонстрируют растяжение модели бруса центрально приложенной силой, Для этого, перемещая груз 7 но планке 6, устанавливают его под центральным стержнем 2 (по оси модели деформируемого бруса) и наблюдают за перемещением реек 9 и 10. В данном случае за счет деформации упругих элементов 4 они перемещаются горизонтально вниз на одинаковую величину по отношению к рейке 8, что сви" детельствует о наличии только растягивающих напряжений. Затем, переместив груз 7 на некоторое расстояние от центрального стержня, демонстрируют внецентренное растяжение бруса, Под действием внецентренно приложенной силы рейка 9 остается в том же положении, фиксируя деформацию бруса от центрально приложенной на1 грузки. Рейка 10 занимает наклонное положение по отношению к рейкам 8 и

9, при этом наклон рейки 10 обеспечивается за счет перемещения ее концов в поворотных втулках 13, закрепленных на крайних стержнях 2, Наклон рейки 10 свидетельствует о наличии в брусе при внецентренно приложенной нагрузке изгибающего момента, равного по величине произведению силы на плечо, равное расстоянию от точки приложения силы до центрального стерж" ня (оси бруса).

Причем фигура, образованная крайними стержнями 2 и рейками 8 и 9, соответствует эпюре напряжений только от действия осевой растягивающей силы, а фигура, образованная крайними стержнями 2 и рейками 8 и 10 эпюре напряжений от действия на брус внецентренно приложенной силы, т.е. суммарной эпюре от действия осевой

pacтягивающей силы и изгибающего момента.

Меняя эксцентриситет 1плечо) действия нагрузки, демонстрируют различные случаи нагружения бруса внецентренной силой и соответствующие этим случаям нагружения эпюры напряжений, возникающих в брусе.

Использование изобретения позволит наглядно иллюстрировать, например, в лекционных демонстрациях нагружение бруса как центральной, так и внецентренной силой с соответствующимй этим случаям нагружения эпюрами напряжений, 1552220

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий модель дефор мируемого бруса, средство нагружения и средство регистрации деформации, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он снабжен вертикально установленной на основании рамой, модель бруса состоит из набора вертикальных расположенных в одной плоскости стержней, связанных нижними концами посредством горизонтальной перемычки, и упругих эле- 5 ментов, закрепленных одними концами на верхних торцах стержней, а другими концами вЂ” на перекладине рамы, средство нагружения состоит из связанной с нижними торцами крайних стержней горизонтальной планки и груза, установленного на последней с возможностью перемещения, средство регистрации состоит из трех горизонтальных реек, первая из которых концами закреплена на стойках рамы, вторая рейка закреплена своей сере- диной на центральном стержне, третья рейка серединой шарнирно связана с центральным стержнем, при этом на крайних стержнях установлены поворотные втулки, а концы третьей рейки размещены в них.

1552220

Составитель Р,Ужвий

Техред N.Õîäàâè÷, Редактор О.Юрковецкая

Корректор О. Кравцова

Заказ 333

Тираж 387

Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Учебный прибор по сопротивлению материалов

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов по физике при изучении механики, вращательных движений и т.д

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 1541658

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно повысить наглядность демонстрации процессов сдвига, возникающих в нагружаемых конструкциях

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции // 1536428

Изобретение относится к учебным приборам по механике, в частности к приборам для исследования колебательного движения

Устройство для демонстрации законов динамики // 1536427

Учебный прибор лапшинова в.м. // 1532967

Изобретение относится к учебным пособиям и может быть использовано при демонстрации и изучении процессов демпфирования виброударных нагрузок

Устройство для демонстрации фигур лиссажу // 1529274

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов, таких, например, как оптическая запись колебаний, сложение колебаний, развертка колебаний и т.д

Учебный прибор по физике // 1529273

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по механике и позволяет демонстрировать кинематику движения частиц деформируемого тела, совершающего волновое движение

Устройство для демонстрации модуляции звуковой волны // 1527651

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть широко использовано в лекционных курсах по физике таких, как оптика, колебания, спектроскопия и т.д

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 1527650

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно расширить демонстрационные возможности при изучении в курсе сопротивления материалов углов сдвига и углов закручивания в произвольных сечениях деформируемых объектов (стержней) в зависимости от их текущих радиусов поперечных сечений и текущих расстояний, на которых расположены эти сечения по отношению к неподвижному сечению (опоре)

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 1527649

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет производить количественную оценку касательных напряжений, возникающих в любой точке поперечного сечения скручиваемого бруса, при изучении процессов кручения в курсе сопротивления материалов

Установка для изучения вращательного движения // 2104585

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям по физике, в частности по механике

Способ обучения учащихся по разделу курса физики // 2120140

Учебный прибор для демонстрации превращения колебательного движения во вращательное // 2127452

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям и может быть использовано в учебном процессе вузов

Прибор для демонстрации гироскопического эффекта // 2151426

Изобретение относится к учебным пособиям по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации вынужденной прецессии и гироскопического эффекта

Демонстрационный волчок // 2156502

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации гироскопических явлений, в частности, на занятиях по физике, теоретической механики и т.д

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2158966

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, для получения новых научных данных о Вселенной, решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2164712

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении в соответствии с открытым автором Всемирным законом тяготения - Фундаментальным законом мироздания, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по физике // 2172026

Изобретение относится к учебным приборам по физике

Имитационный способ определения вращения планеты, свободно движущейся по петлеобразной орбите, вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты вокруг последней в зависимости от величины дробной части соответствующего отношения угловых скоростей вращения планеты, обеспечивающих движение ее по петлеобразной орбите // 2176412

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение планеты для определения ее вращения вокруг собственной оси неравномерной угловой скоростью и поворота ее вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 2176821

Изобретение относится к учебным приборам по курсу сопротивление материалов и может быть использовано в высших и средних учебных заведениях