Динамическая модель по сопротивлению материалов Советский патент 1985 года по МПК G09B23/06 

SP

2. Динамическая модель по п. 1, потери устойчивости стержня, имеюотл ичающая с я тем, что щее сигнальную лампу, контакт котоона имеет средство для сигнализации

1142857

рой установлен на хвостовике.

1. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ. ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ, содержащая шарнирно связанный концами с подвютИой и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособ ление с грузом, отличающаяЬ с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем обеспечения демонстрации влияния силы инерции на степень продольной устойчивости стержня, нагружающее приспособление состоит из расположенного перпендикулярно к стержню приводного вала, имеющего диаметрально расположенное отверстие, установленного в отверстии вала хвостовика, связанного с подвижной опорой, и двух соосных со стержнем телескопически расположенных рамок, одна из которых соединена с неподвижной опорой и валом, а другая - с хвостовиком, при этом груз установлен на последней рамке. fci ХХ . XXX э г/у --vv /v

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям и пред назначено для демонстрации влияния инерционных сил на степень упругой устойчивости стержня, а также для демонстрации положения динамики о реальности силы инерции точки как силы,которую точка прилагает к наложенным на нее связям. Известна динамическая модель по сопротивлению материалов, содержащая шарнирно связанный концами с подвижной и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособ ление с грузом. Недостаток известной модели прояв ляется в том, что она не дает возмож ности демонстрировать влияние СРШ инерции на степень упругой устойчивости стержня, так как не позволяет демонстрировать известного положения динамики о реальности силы инерции точки как силы, которую точка прила гает к наложенным на нее связям. Целью изобретения является расши рение диапазона решаемых задач путем обеспечения демонстрации влияния силы инерции на степень продольной устойчивости стержня. Эта цель достигается тем, что в динамической модели, содержащей шарнирно связанный концами с подвиж ной и неподвижной опорами вертикаль ньй стержень и нагружающее приспосо ление с грузом, нагружающее приспособление состоит из расположенного перпендикулярно к стержню приводного вала, имеющего диаметрально расположенное отверстие, установленног в отверстии вала хвостовика, связан ного с подвижной опорой, и двух соосных со стержнем телескопически расположенных рамок, одна из которы соединена с неподвижной опорой и валом, а другая - с хвостовиком, при этом груз установлен на последней рамке. Модель имеет средство для сигнализации потери устойчивости стержня, имеющее сигнальную лампу,-контакт которой установлен на хвостовике. На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Динамическая модель содержит стержень 1, шарнирно связанный концами с неподвижной опорой 2 и подвижной опорой 3. Ось А вала 4 и ось В стержня 1 пересекаются под прямым углом. Со стержнем 1 соосны телескопически расположенные рамки 5 и 6. Рамка 5 жестко прикреплена к валу 4 и образует неподвижную опору 2 стержня 1. Рамка 6 присоединена к подвижной опоре 3 и имеет съемный груз 7. Хвостовик 8 соединен с подвижной опорой и введен в направляющее диаметральное отверстие вала 4. Хвостовик 8 соприкасается с контактом 9 средства для сигнализации потери устойчивости стержня с лампой 10. Вал с установленнь1м в нем хвостовиком и рамками составляют нагружающее приспособление. Динамическая модель работает следующим образом. Не приводя вал 4 во вращение, насаживают на хвостовик 8 подвижной опоры 3 грузы до тех пор, пока стержень 1 не потеряет устойчивость. Обращают внимание аудитории на то, что искривление стержня произошло при достаточно большом грузе и при этом зажглась лампа 10. Затем, освобождая модель от указанных грузов, прикрепляют небольшой груз 7 к рамке 6 При этом стержень 1 устойчивости не теряет - его ось остается прямой и лампа 10 не зажигается. Затем приводят вал 4 модели в равномерное вращение (например, ручным приводом). При этом загорается лам.па, что свидетельствует о потере устойчивости стержня 1. Поясняют, что небольшой груз 7, который при 3 статическом воздействии на стержень не приводил к потере устойчивости последнего, теперь, приобретая нормальное ускорение, направленное к оси вала, прила:гает через рамку 6 к стержню 1 свою силу инерции, направленную от оси вала и, значит, сжимающую стержень. Поэтому, хоть масса груза 7 невелика, его сила инерции достаточна для потери устой чивости стержня 1. Пока вращают вал лампа горят непрерывно. Это значит, что стержень 1 искривлен и тогда, когда располагается над осью вала. Но в таком положении стержня груз 7 не сжимает, а растягивает стержень и сила тяжести груза не способствуе а противодействует потере устойчивости стержня. Наконец, освобождая модель и от малого груза 7, снова 74 приводят вал во вращение. Лампа при этом не зажигается и это исключает возможность возникновения представления о том, что не искривление оси стержня 1, а иные причины (например, сопротивление воздуха) могут приводить к зажиганию сигнальной лампы в процессе вращения вала. Положительный эффект от использования изобретения проявляется в том, что использование модели позволяет демонстрировать реальность силы инерции груза какСИЛЫ, которую груз прилагает к наложенной на него связи, а также дает возйожность демонстрировать влияние силы инерции груза на степень продольной устойчивости стержня, подверженного действию этого груза.