Учебный прибор по сопротивлению материалов

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет осуществлять сравнительные демонстрации статического и динамического нагружения консольно закрепленной балки. Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит установленную на основании 1 панель 2, консольно закрепленную на панели балку 3, средство нагружения, состоящее из подвешенного к балке на крюке 7 груза 5 и штыревого упора, контактирующего с крюком 7, средство регистрации, состоящее из магнитного ползуна 8, размещенного на линейной шкале 9 посредством гибкой связи 10, и установленного с тыльной стороны панели магнитного фиксатора, взаимодействующего с ползуном 8. Подвешивая груз 5 возле ограничителя 12, исследуют три случая нагружения балки 3, в каждом из которых регистрируют по шкале 9 величину прогиба конца балки, равную расстоянию от конца балки, находящейся в исходном состоянии, до перемещаемого балкой ползуна 8 после ее нагружения. В первом случае нагружения исследуют статическое нагружение балки, т.е. плавное приложение нагрузки без рывков и ударов. Во втором случае исследуют динамическое нагружение балки при отсутствии высоты свободного падения груза, для чего крюк 7 устанавливают на штыревой упор, размещенный в нижнем отверстии 4, выполненном в панели 2, и который при проведении опыта быстро убирается из отверстия 4. В третьем опыте груз 5 устанавливают на заданной высоте путем установки крюка 7 на штыревой упор, размещенный в верхнем отверстии 4. Результаты опытов сравниваются с результатами, полученными расчетным путем. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 09 В 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ь

3 57 А 412 10 (21) 4482530/31-12 (22) 15.09.88 (46) 15.08.90. Бюл. N. 30 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Л.Т.Шаповалов (53) 371.66 (088,8) (56) Гирке P., Шпрокхоф Г, Эксперимент по курсу элементарной. физики. М., 1959, ч. 1, с. 84 — 85. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет осуществлять сравнительные демонстрации статического и динамического нагружения консольно закрепленной балки, Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит

„„ АХ„„1585829 А1 установленную на основании 1 панель 2, консольно закрепленную на панели балку 3, средство нагружения, состоящее из подвешенного к балке на крюке 7 груза 5 и штыревого упора, контактирующего с крюком 7, средство регистрации, состоящее из магнитного ползуна 8, размещенного на линейной шкале 9 посредством гибкой связи 10, и установленного с тыльной стороны панели магнитного фиксатора, взаимодействующего с ползуном 8. Подвешивая груз 5 возле ограничителя 12, исследуют три случая нагружения балки 3, в каждом из которых ре- гистрируют по шкале 9 величину прогиба конца балки, равную расстоянию от конца балки, находящейся в исходном состоянии, до псремещаемого балкой ползуна 8 после ее нагружения. В первом случае нагружения

1585829 исследуют статическое нагружение балки, т.е. плавное приложение нагрузки без рывков и ударов, Во втором случае исследуют динамическое нагружение балки при отсутствии высоты свободного падения груза, для чего крюк 7 устанавливают на штыревой упор, размещенный в нижнем отверстии 4, выполненном в панели 2, и который при

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в курсах сопротивления материалов и строительной механики при изучении особенностей воздействия ударных нагрузок нэ консольно закрепле IH/j)o балку.

Цель изобретения — повышение наглядности путем обеспечения сравнения поведения балки под действием статических и динамических нагрузок, На фиг,1 схематически показан предлагаемый прибор, вид спереди; на фиг,2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — разрез А — А на фиг,1; нэ фиг.4 — узел! на фиг.1; нэ фйг.5— разрез Б — Б на фиг.1; на фиг.6 — прибор, при действии на балку статическОй нагрузки; нэ фиг.7 — то же, при действии на балку динамической нагрузки, Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит вертикально установленную на основании 1 панель 2, консольно закрепленную на панели 2 горизонтальную балку 3, средство нагружения балки и средство регистрации изгиба балки. Панель 2 имеет сквозные отверстия 4 для закрепления на разной высоте от балки 3 груза. Средство нагружения балки имеет подвешиваемый к балке 3 груз 5, штыревой упор 6, предназначенный для размещения в одном из сквозных отверстий 4 панели, и связанный с грузом 5 крюк 7, охватывающий балку 3, при этом крюк

7 опирается на упор 6, Средство регистрации изгиба балки состоит из взаимодействующего с подвижным концом балки магнитного полэуна 8, размещенного на имеющейся на панели 2 линейной шкале 9 при помощи вертикально натянутой гибкой связи 10, и установленного с тыльной стороны панели 2 магнитного фиксатора 11. Кроме того, на балке 3 установлен ограничитель 12 перемещения крюка 7, Панель 2 выполняет роль демонстрационного экрана, на котором нанесена визирная линия

13, совпадающая с исходным состоянием ненагруженной балки 3, а балка установлена на панели 2 с возможностью регулирования ее

40 проведении опыта быстро убирается из отверстия 4. В третьем опыте груз 5 устанавливают на эадланной высоте путем установки крюка 7 на штыревой упор, размещенный в верхнем отверстии 4; Результаты опытов сравниваются с результатами, полученными расчетным путем. 7 ил. расположения в пространстве путем винтового соединения 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом демонстрации регулировочным винтом 14 устанавливают балку 3 так, чтобы ее ось совпадала с визирной линией 13. После этого приступают к демонстрации, которая состоит из трех опытов.

Вначале исследуют статическое нагружение балки. Для этого полэун 8, перемещая по гибкой связи 10, устанавливают в контакте с подвижным концом балки 3 и возле ограничителя 12 осторожно (без рывков и соударений) подвешивают на крюке 7 груз 5. В результате балка 3, прогибаясь под действием нагрузки, своим подвижным концом перемещает по гибкой связи 10 ползун 8 и занимает определенное положение в пространстве, характеризуемое перемещением конца балки д,„(фиг.6), снимаемое с линейной шкалы 9. После этого, возвращая элементы прибора в исходное состояние, приступают к исследованию мгновенного (динамического) нагружения балки при отсутствии высоты свободного падения груза

5. Для этого, используя нижнее отверстие 4 в панели 2, вставляют в него штыревой упор

6 и устанавливают на него крюк 7 с грузом

5, при этом между балкой 3 и крюком 7 не должно быть зазора (фиг,3). После этого быстро убирают (выдергивают) штыревой упор

6 из отверстия 4, в результате чего крюк 7 освобождается и балка 3 под действием нагрузки прогибается, а ее свободный конец, перемещая полэун 8, перемещается вдоль шкалы 9 на расстояние дд„„(фиг.7), которое в два раза больше чем д„.

Приступая к проведению третьего опыта, заключающегося в нагружении балки грузом, сброшенным с некоторой высоты, также возвращают элементы прибора в исходное состояние. После этого вставляют в верхнее отверстие 4 панели 2 штыревой упор 6 и устанавливают на него крюк 7 с грузом 5. После извлечения, как и в пред1585829

QU2 . 3

6-6

ыдущем опыте, крюка 7 из отверстия 4 груз

5, падая с заданной высоты и ударяя по балке, перемещает ее свободный конец ho шкале 9 на расстояние. которое в три раза больше чем дскб . Зная характеристики материала, из которого изготовлена балка, ее геометрические параметры и высоту приложения (сбрасывания) груза, производят расчет конца перемещения балки во всех указанных случаях нагружения и сравнивают их с результатами опытов, убеждая тем самым обучаемых в справедливости и достаточном согласовании расчетных и опытных данных, Использование изобретения позволяет доходчиво и наглядно осуществлять демонстрации статического и динамического нагружения консольной балки, подтверждая полученные результаты расчетными данными.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий консольно закреп5 ленную на основании горизонтальную балку, средство нагружения балки, имеющее; подвешиваемый к балке груз. и средство регистрации изгиба балки с линейной шкалой, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения наглядности путем обеспечения сравнения поведения балки под действием статических и динамических нагрузок, он снабжен вертикальной панелью, имеющей сквозные отверстия для закрепления на

15 разной высоте от балки груза, средство нагружения балки снабжено связанным с грузом крюком, охватывающим балку, и штыревым упором, предназначенным для подвешивания крюка в одном из сквозных

20 отверстий панели, а средство регистрации изгиба балки состоит из взаимодействующего с подвижным концом балки магнитного полэуна, размещенного на линейной шкале посредством вертикально натянутой

25 гибкой связи, установленного с тыльной стороны панели магнитного фиксатора, при этом балка снабжена ограничителем перемещения крюка.

1585829

Составитель P.Óæaèé

Техред M.Moðãåíòàë Корректор С. Шекмар

Редактор С,Лисина

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

Заказ 2329 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при l KhT СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб.. 4/5