Учебное пособие по сопротивлению материалов

 

Сущность изобретения: стержневые элементы соединены между собой таким образом , что образуют каркас кубической формы . Каркас имеет связанные с одним из его ребер одним концом стержни, лежащие на одной прямой с этим ребром, Средство для обозначения конфигурации исследуемой рамы выполнено в виде устанавливаемых на стержневые элементы упругих трубок с продольным разрезом. Пособие также имеет переставляемую модель осей координат и указатель теста закрепления рамы в виде пружинного зажима. 1 ил. ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U„„1810903 А1 (я)5 G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и„,",.::.":11Е -"-;:.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р. разом, что образуют каркас кубической формы. Каркас имеет связанные с одним из его ребер одним концом стержни, лежащие на одной прямой с этим ребром, Средство для обозначения конфигурации исследуемой рамы выполнено в виде устанавливаемых на стержневые элементы упругих трубок с продольным разрезом. Пособие также имеет переставляемую модель осей координат и указатель теста закрепления рамы в виде пружинного зажима, 1 ил, . (21) 4905563/12 (22) 25.10.90 (46) 23.04.93. Бюл, М 15 (71) У.осковский автомобилестроительный институт (72) Е,А.Толмачева (56) Феодосьев В.И. Сопротивление материалов, М,: Наука, 1986, с. 245, рис. 265. (54) УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ (57) Сущность изобретения: стержневые элементы соединены между собой таким обИзобретение относится к средствам обучения, учебным и наглядным пособиям по физике, сопротивлению материалов в машиностроении и строительстве. Оно может быть. использовано при обучении сопротивлению материалов в техникумах, ПТУ.

Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей.

На чертеже изображены: на фиг. 1,а — общий вид, п.1 — каркас, п,2 — трубки, охватывающие ряд ребер каркаса, п.3 — пружинный хомутик, устанавливаемый в месте закрепления рамы, и. 4 — оси координат, п.5 — модель силового фактора; п.6— пружинный зажим, каким крепятся модели осей и силовых факторов. Сечение А-А— сечение звена каркаса п.1 и выделяющей участок рами трубки.п.2. .Фиг. 1.6 — фиг. 1.е деталировка: б — каркас п.1 и сечение его стержней: в — разрезная трубка п.2; r — зажим п.3; д — оси координат п.4 с зажимом п.6; е — модели силовых факторов п.5: сосредоточенной силы, изгибающего и крутящего моментов с зажимами п.6.

Примеры конкретного выполнения.

Каркас имеет удлиненный стержень по одному из ребер — это позволяет выделить и раму, соответствующую коленчатому валу фиг. 1а. Наглядность достигается за счет (Р контраста формы, размера, цветной индексации ребер каркаса п.1 и трубок — рамы п.2, (. ) например: сечение А-А (фиг.1а) квадрат и О разрезное кольцо. Трубки выполняются из ( пластмассы, каркас и остальные детали мо- () гут быть как металлические, так и пластмассовые.

Устройство, моделирующее пространственные рамы используется следующим образом.

Исходными данными являются: 1) форма рамы, например, плоскаяХ вЂ” образная в вертикальной плоскости; 2) место закрепления рамы, например, на фиг. 1,а дальний от наблюдателя верхнийугол — там и закрепляется спираль зажима фиг. 1,а, п.3 и она же фиг.1г; 3) характер нагрузки и место ее приложения, например. сосредоточенная сила — в середине длины нижнего участка п.5 фиг.

1.а, она же с зажимом для крепления

1810903

35

55 фиг,1.е. Решается задача выявления внутренних силовых факторов в сечениях рамы.

Для выделения на каркасе фиг,1.6 участков заданной рамы (в примере их три) три разрезные пружинные трубки фиг.1.в размещаются по трем последовательным участкам каркаса фиг.1.6, например, в дальней от наблюдателя вертикальной плоскости, начиная с правого нижнего отростка, по вертикальному правому ребру, и, кончая верхним горизонтальным участком, в левом конце которого помещают зажим п.3, фиг.1.а, отображающий заделку.

Модель координатных осей фиг. 1.д с помощью ее пружинного зажима крепят в сечении, где требуется выявить внутренние силовые факторы фиг. 1.а п,4.

Последовательно рассматриваются три оси, сопоставляя их направление с направлением вектора нагрузки. Объяснятся, что сила дает проекцию, отличную от нуля на ось, направление которой параллельно линии действия силы (проекция равна нулю, если ось и линия действия силы скрещиваются или пересекаются), Сопоставляется на модели направление каждой из осей п.4 и силы п.5, Если проекция силы получена на ось, совпадающую по направлению с продольной осью участка, то получена продольная сила N. Она может быть направлена к началу координат, тогда К сжимающая, или от начала координат, — растягивающая. Проекция на оси перпендикулярные продольной оси соответствуют поперечным силам

Qy или Qx, В примере фиг. 1.а ось пересекает линию действия силы — ось п.4 пересекает продолжение модели п.5, проекция. силы на ось — точка. Получим К = О. Сопоставляем вертикальную ось с вектором п.5, Сила параллельна оси — проектируется асей своей величиной. Т.к. эта сила перпендикулярна продольной оси участка, то полученная сила есть поперечная Qy. Проекция на горизонтальную ось. перпендикулярную плоскости рамы равна нулю, т.к. ось и вектор п.5— скрещиваются в пространстве.

Так, в примере выявляется вертикальная поперечная сила. Перемещая модель осей п,4 правее и левее, убеждаемся, что проекции постоянны по величине. Переходим к выявлению внутренних моментов.

Объясняется, что момент создается силой относительно той оси, с которой линия действия силы составит скрещивающиеся прямые, расстояние между которыми является плечом в определении величины момента силы. Это расстояние наглядно на моделях.

Параллельным переносом осей выявляется изменяемость или постоянство плеча и находится сечение, где плечо равно нулю — т.е. момент равен нулю. Объясняется; момент относительно продольной оси — крутящий, относительно поперечной — изгибающий, Так, в примере: сила п,5 идет по прямой, скрещивающейся с осью п,4. перпендикулярной продольной оси, — изгибающий момент. Переносим оси правее, расстояние— плечо уменьшается, но не до нуля, записываем результат. Переносим оси левее — наглядно плечо растет, следовательно изгибающий момент растет, Записываем результат. Продольная ось пересекается с линией оси модели вектора силы при всех положениях осей., Записываем результат.

Крутящий момент Мк = О.

Устанавливаются оси на другом участке. проводится аналогичное сопоставление действия нагрузки относительно каждой из осей — выявляются и записываются обнаруженные внутренние силы и моменты, Так получают материал, дающий полное представление о крутящих и изгибающих моментах и о поперечных и продольных силах на всех участках рамы, Для решения другой задачи используются другие участки каркаса фиг. 1.б; отображают новую раму с помощью набора трубок фиг, 1.в.

Формула изобретения

Учебное пособие по сопротивлению материалов, содержащее закрепленную одним концом раму, имеющую стержневые элементы и стрелочные указатели действующих на раму нагрузок, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, оно имеет сред- ство для обозначения конфигурации исследуемой рамы в виде устанавливаемых на стержневые элементы упругих трубок, выполненных с продольным разрезом, пе; реставляемую модель осей координат, указатель места закрепления рамы в виде пружинного зажима, при этом стрелочные указатели выполнены с возможностью установки и фиксации в заданном положении, а стержневые элементы соединены мех;ду собой так, что образуют каркас кубической формы, имеющий связанные с одним из его ребер одним концом стержни, лежащие на одной прямой с этим ребром.

1810903

Составитель Е.Толмачева

Техред М,Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

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

Заказ 1447 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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