Учебный прибор по механике Советский патент 1986 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации нагружения фермы сосредоточенными силами и усилий, возникающих при этом в стержнях и опорах.

Целью изобретения является расширение демонстрационный возможностей прибора.

Предлагаемый прибор представлен на чертеже.

j На фиг.1 показан прибор, общий вид; на фиг.2 - стержень фермы, разрез; на фиг.З - ненагруженный стержень, общий вид; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - сечение . на фиг. 4; на фиг. 6 - стержень фермы, нагруженньгй растягивающими усилиями, общий вид; на фиг.7 - стержень, нагру енньй сжимающими усилиями.

Прибор состоит из нагружаемого элемнта, вьтолненного в виде шарнирно связанных между собой в плоскую ферму раздвижных стержней -13, концы которой связаны с установленными на основании 14 подвижной 15 и нелодвижной 16 опорами посредством шарниров 17 , снабженных стрелочными указателями 18 реакций и средством для - задания нагрузки, вьтолненным в виде перестановочного рычага 19, имеющего на конце стрелку 20 с гнездом, диаметр которого соответствует диаметру шарни ров 21, соединяюпщх стержни 1-13. Кроме того, прибор имеет дополнительные стрелочные указатели 22 реакций, установленные в средней части каждого стержня 1-13, при этом каждый раздвижной стержень 1-13 состоит из двух полуцилиндров 23, расположенных в них упоров 24г и 25 и связывающей упоры пружины 26. Калсдая часть 23 стержня в месте расположения упора имеет два кронштейна 27 и 28, один из которых (27) снабжен взаимодействующей со стрелочным указателем 22 реакций вилкой 29, а другой (28) имеет поворотную ось, 30, жестко связанную со стрелочным указателем 22 реакций.

Учебньй прибор по механике работает следующим образом.

Нагружают ферму путем нажатия рычага 19 на шарнир 21, при этом стержни, составляющие ферму, испытывают сжимающие и растягивающие усилия. Некоторые стержни могут не испытывать никаких усилий, т.е. при опреденном направлении и Точке приложения внешней силы они не работают. Так, в случае, изображенном на фиг.1, сжимающие усилия испытывают стержни 1, 3,11, 4, 5, 8 и 9, растягивающие - стержни 10, 2 и 7, а стержни 12, 6 и 13 неработают.

При растяжении стержень удлиняется за счет сжатия пружины 26 между упорами 25,. а упоры 24 отходят от пружины 26 на расстояние, равное ее деформации. При этом при взаимном смещении полуцилиндров 23 кронштейны 27 и 28 смещаются в направлении к концам стержня, а вилки 29, взаимодействуя со стрелочными указателями 22, поворачивают их вокруг осей 30, придав стрелкам наклонное положение, таким образом показывая направление усилия в стержне(фиг. 6).

5 При сжатии стержень укорачивается за счет сжатия пружины 26 между упорами 24, а упоры 25 отходят от пружины 26. При этом кронштейн 27 и 28, несущие вилки 29, смещаются к сере- дине стержня, туда же наклоняются и стрелочные указатели 22, которые показывают направление усилий в стержне (фиг.7). Стрелочные указатели 18 показывают направление реакции подвижной 15 и неподвижной 1.6 опор.

При изменении направления приложенной к ферме внешней силы или при изменении точки ее приложения вид нагружения стержней фермы меняется. Так, при действии нагрузки вертикально (вертикальное расположение рычага 19) на шарнир 21 растягивающие усилия испытьюают стержни 3, 10, 2, 6, 7 и 9, сжимающие - стержни 1, 11,4, 5 и 8 и не имеют нагрузки

стержни 12 и 13.

брет.ения

Формула изо

1. Учебный прибор по механике, содержащий нагружаемый элемент, концы которого связаны с установленными на основании подвижной и неподвижной опорами посредством шарниров, снабженных стрелочными указателями реакций, и средство для задания нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он имеет дополнительные стрелочные указатели реакций, нагружаемый элемент выполнен в виде шарнирно связанных между собой в плоскую ферму раздвижных стержней, дополнительные указатели реакций установлены в средней части каждого стержня, а средство для задания нагрузки выполнено в виде переставного рычага, имеющего на конце стрелку с гнездом, диаметр которого соответствует диаметру шарниров, соединяющих стержни.

2. Прибор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что каждьпЧ раздвижной стержень состоит из двух полуцилиндров , расположенных в них упоров и связывающей упоры пружины, при этом каждая часть стержня в месте расположения упора имеет два кронштейна, один из которых снабжен взаимодействующей со стрелочным указателем реакций вилкой, а другой имеет поворотную ось, жестко связанную со стрелочным указателем реакций.

77

28

ffiuff.3

Б-В

22

2У

фие.З

фив.7