Учебная установка по сопротивлению материалов и строительной механике

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации влияния различных силовых факторов на устойчивость деформируемого стержня. При вращении диска 11 за ручку 12 сжимающее усилие через хвостовик 10, образующий винтовую парус диском 11, динамометр 13 и раму 4, передается на деформируемый стержень 8, связанный нижним концом с рамкой 4, а верхним - с перекладиной 6 рамы 5. Сила, при которой стержень 8 теряет устойчивость, регистрируется динамометром 13. а деформации , тензодатчиками, установленными на стержне и связанными с контрольной аппаратурой. Устанавливая в заданном сечении стержня сменную промежуточную опору 9, путем вращения вала 7. образующего с втулкой этой опоры винтовую пару, и подвешивая к нижней перекладине рзмки 4 грузы 14, демонстрируют потерю устойчивости стержня & при различном сочетании действующих на него внешних силовых факторов. 3 з.п.ф-лы, бил. Л fe

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 >s G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706997/12 (22) 19.06.89 (46) 15.03.92, Бюл. М 10 (71) Красноярский инженерно-строительный институт (72) Н.П. Абовский, Ю.А. Воловик, В.И. Палагушкин,.M.M. Заславская и A.À. Топоров (53) 3.71.66(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1142857, кл. G 09 В 23/06, 1987; (54) УЧЕБНАЯ УСТАНОВКА ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ И СТРОИТЕЛЬНОИ МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации влияния различных силовых факторов на устойчивость де„„SU „„1720065 А1 формируемого стержня. При вращении диска 11 за ручку 12 сжимающее усилие через хвостовик 10, образующий винтовую пару с диском 11, динамометр 13 и раму 4, передается на деформируемый стержень 8. связанный нижним концом с рамкой 4, а верхним — с перекладиной 6 рамы 5. Сила, при которой стержень 8 теряет устойчивость, регистрируется динамометром 13, а деформации, тензодатчиками, установленными на стержне и связанными с контрольной аппаратурой, Устанавливая в заданном сечении стержня сменную промежуточную опору 9, путем вращения вала 7, образующего с втулкой этой опоры винтовую пару, и подвешивая к нижней перекладине рамки 4 грузы 14, демонстрируют потерю устойчивости стержня 8 при различном сочетании действующих на него внешних силовых факторов. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1720065

Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике.

Целью изобретения является оасширение диапазона решаемых задач путем де- 5 монстрации влияния различных силовых факторов на устойчивость деформируемого стержня.

На фиг. 1 изображена установка. общий вид; нафиг,2 — разрезА — Анафиг.1;нафиг. 10

3, 4, 5 - промежуточная опора; на фиг. 6— узел средства нагружения.

Учебная установка по сопротивлению материалов и строительной механике содержит основание 1, установленный на ос- 15 новании корпус, состоящий из колонн 2 и закрепленной на их верхних торцах плиты

3, размещенные в корпусе вертикальную рамку 4, П-образную раму 5, перекладина 6 которой жестко связана с корпусом, а одна 20 из стоек выполнена в виде вращающегося винтового вала 7, деформируемый стержень

8, нижний конец которого жестко связан с нижней перекладиной рамки 4, а верхний— с пере:1адиной 6 рамы 5, подвижную про- 25 межуточную опору 9 переменной жесткости, смонтированную на стойках рамы 5 и взаимодействующую с деформируемым стержнем 8, средство нагружения и средство регистрации деформаций, при этом 30 боковые стороны рамки 4 размещены в от° верстиях, выполненных в перекладине 6 ра-. мы 5.

Средство нагружения состоит иэ размещенного в выполненном в плите 3 отвер- 35 стии хвостовика 10, имеющего на верхнем конце резьбовой участок, размещенного на плите 3 поворотного диска 11 с центральным реэьбовым отверстием, образующим с хвостовиком 10 винтовую пару, и с поворот- 40 ной рукояткой 12, размещенный в корпусе динамометр 13, один захват для приложения нагрузки которого связан с верхней перекладиной рамки 4, а другой — с хвостовиком 10, и набор грузов 14, падве- 45 шенных к нижней перекладине рамки 4.

Промежуточная опора 9 состоит из размещенных на стойках П-образной рамы 5 двух подвижных втулок 15, 16, одна из которых l5 имеет резьбу и образует с валом 7 50 винтовую пару, двух призм 17 и l8, размещенных по обе стороны деформируемого стержня 8 и установленных в контакте с ним, и двух сменных пластинчатых пружин

19 и 20, концы каждой из которых закрепле- 55 ны на втулках 15 и 16, а середина связана с одной из призм 17, 18.

Средство регистрации деформаций состоит иэ тензодатчиков (не показаны), размещенных на деформируемом стержне 8 и электрически связанных с контрольной аппаратурой (не показана).

Установка работает следующим образом, 1. Демонстрация потери устойчивости стержня при действии на него только сжимаемой силы.

Нагружение осуществляют путем вращения диска 11 за ручку 12. Возникающее растягивающее усилие передается на динамометр 13 и рамку 5, нагружение которой ведет к сжатию стержня 8. В момент потери устойчивости стержня появляются изгибные деформации, которые измеряются тензодатчиками и контрольной аппаратурой.

Величина критической силы фиксируется по показанию динамометра 13.

2. Демонстрация повыШения устойчивости стержня 8, скрепленного с промежуточной подвижной опорой 9, производится плавным перемещением опоры 9 по стойкам рамы 5 путем вращения винтового вала

7 и перемещения в улок 15 и 16 и фиксацией их в заданном положении. Нагружение и. измерение результатов происходит аналогично п.1.Анализируют как меняется величина критической силы при разных положениях опоры 9 по длине стержня 8. Определяют положение промежуточной опоры 9, при котором величина критической силы достигает максимального .значения при разных граничных условиях стержня 8, 3. Демонстрация влияния изменения жесткости промежуточной опоры 9 на устойчивость стержня осуществляется заменой сменных пластинчатых пружин 19 и 20 на пружины. обладающие другими жесткост-. ными характеристиками. Затем нагружают стержень и фиксируют результат аналогично и. 1.

4. Демонстрация повышения устойчивости стержня от роста сил предварительного растяжения стержня 8 осуществляется подвешиванием к нижнему концу стержня набора грузов 14. Затем нагружают стержень и фиксируют результат аналогично и. 1.

Для демонстрации эффекта от совместного действия нескольких силовых факторов и. 1-4 выполняются в необходимой последовательности в одном цикле испытаний.

Использование изобретения позволяет . производить лабораторные работы, демонстрирующие повышение устойчивости стержня при росте сил от предварительного растяжения стержня, изменением положения и жесткости промежуточной опоры, путем использования сменных опорных устройств, а также влияние всех этих факто1720065 ров в совокупности и B различных комбинациях.

Формула изобретения

1. Учебная установка по соп ротивлению материалов и строительной механике, содержащая основание. установленный на основании корпус, размещенные в корпусе вертикальную рамку, деформируемый стержень, один конец которого связан с перекладиной рамки, средство нагружения, имеющее взаимодействующий с деформируемым стержнем хвостовик и набор подвешенных к нижней перекладине рамки грузов., и средство регистрации деформаций, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации влияния различных силовых факторов нэ устойчивость деформируемого стержня, она снабжена размещенной в корпусе на основании П-образной рамой, перекладина которой жестко связана с корпусом, а одна из стоек выполнена в виде вращающегося винтового вала, плитой, закрепленной на верхнем торце корпуса, подвижной промежуточной опорой переменной жесткости, смонтированной нэ стойках П-образной рамы и взаимодействующей с деформируемым стержнвм, который одним концом жестко связан с перекладиной П-образной рамы, а другим-с нижней перекладиной рамки, при этом боковые стороны рамки и хвостовик размещены в отверстиях, соответственно выполненных в перекладине П-образной рамы и в плите.

5 2, Установка по и. 1, отличающаяся тем, что средство нагружения имеет размещенный в корпусе динэмометр, один захват для приложения нагрузки которого связан с верхней перекладиной рамки, а другой — с

10 хвостовиком, имеющим на верхнем конце резьбу, и размещенный на плите поворотный диск с центральным резьбовым отверстием, образующим с хвосто виком винтовую пару.

15 3. Установка по и. 1,отл и,ч а ю ща я с я тем, что промежуточная опора состоит из размещенных на стойках П-образной рамы двух подвижных втулок, одна из которых имеет резьбу и образует с валом винтовую пару, 20 двух призм, размещенных по обе стороны деформируемого стержня и установленных в контакте с ним, и двух сменных пластинчатых пружин, концы каждой из которых закреплены на втулках, а середина связана

25 с одной из призм, 4.Установка по и. 1,отличающаяся тем, что средство регистрации деформаций состоит из тензодатчиков, размещенных на

30 деформируемом стержне и электрически связанных с контрольной аппаратурой.

1720065 (7 1Þ 7 фиг 5

Составитель П.Сердечнов

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор А.Осауленко

Редактор Т,Лазаренко

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

Заказ 772 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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