Устройство для демонстрации распределения нагрузки при нагружении балки Советский патент 1987 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебным устройствам по механике.

Цел.ью изобретения является повышение демонстрационных возможностей путем демонстрации зависимости положения сосредоточенной нагрузки от величины распределенных нагрузок, приложенных на участке балки.

На фиг.1 схематически показано устройство, нагруженное равномерно распределенной нагрузкой, общий вид; на г. 2 - устройство при демонстрации нагрузки, распределенной по закону треугольника; на 4мг. 3 - то же, при уменьшении интенсивности нагрузки, распределенной по закону треугольника; на г. 4 - разрез А-А на 4иг.1; на фиг. 5 - разрез Б-Б на air.t; на-фиг. 6 - устройство при демонстрации нагрузки, распределенной по закону трапеции, общий вид.

Устройство состоит из балки 1, указателей 2 распределенной нагрузки на участке балки 1, выполненньпс в виде стрелок, каждая из которых соединена одним концом с планкой 3 и стрелочного указателя 4 сосредоточенной нагрузки, равнодействующей распределенной нагрузки. Устройство имеет расположенную перед балкой 1 панель 5 с горизонтальной прорезью 6 и механизм перемещения планки 3 с указателями 2 распределенной нагрузки и стрелочного указателя 4 сосре- доточеннсий нагрузки, состоящий из двух связанных одним концом посредством оси 7 кулис 8 и 9 шарнирно связанного с одной из кулис 8 и жестко со стрелочным указателем 4 сосредоточенной нагрузки, ползуиа 10 и поводка М, шарнирно соединенного одним концом со второй кулисой 9, а другим жестко - с планкой 3, при это точка соединения поводка 1i с плавкой 3 располслсена на перпеидикуляр- ной продольной оси балки 1 прямой, соединяющей ее с осью 7 кулис. Стрелочный указатель 4 сосредоточенной нагрузки располсвкен иа внешней стороне паиели 5, балка имеет направляющие отверстия 12 для размещения свободных концов указателей 2 распре делеиной нагрузки, которые соединены с плаикой 3 посредством шарниров 13. На верхней части балки I нанесена цветовая индикация 14 направления распределенной иагрузки. Стрелочный указатель 4 также может иметь цвето

5

0

5

5

0

5

0

55

вую индикацию, отличную от индикации 14.

Для предохранения указателей 2 от их полного извлечения из направляющих отверстий 12 крайние указатели 2 оканчиваются фланцем 15, а для установки указателей 2 на требуемую высоту по отношению к балке 1 имеются винтовые стопоры 16 и 17.

Устройство работает следукицим образом.

Для демонстрации действия равномерно распределенной нагрузки на участок балки 1 устройство устанавливают в положение, изображенное на 4мг.1. Крайние указатели 2 распределенной нагрузки закреплены винтовыми стопораьш 16 и 17 таким образом, чтобы планка 3 была расположена параллельно балке 1, обе кулисы 8 и 9 устанавливаются вертикально по одной прямой, соединяиидей точку соединения поводка 11 с планкой 3 и ось 7 кулис. При этом стрелочный указатель 4 займет положение посредине загруженного участка балки 1, что соответствует положениям теоретической механики.

I. Для демонстрации равномерно распределенной нагрузки меньшей интенсивности, отпускают винтовые стопоры 1 6 и I 7 и перемещают планку 3 вниз параллельно балке 1, при этом точка приложения равнодействующей, определяемая положением стрелочного указателя 4, не изменяется, поскольку шарнир, соединякщий поводок II с кулисой 9, перемещаясь сверху вниз по кулисе 9, не изменяет ее положения и поэтому остаются в исходном положении и кулиса 8 и связаи- ный с ней через ползун 10 стрелоч- ныА указатель 4.

Для демонстрации нагрузки на балку 1, распределенной по закону треугольника, закрепляют крайний указатель 2 стопором 16, а планку 2 поворачивают с другого конца вниз до упора и закрепляют стопором 17 как показано на г,2. При этом вместе с планкой 2 поворачивается и поводок 1t, отклоняя кулису 9 на определенный угол и, следовательно, поворачивая и вторую кулису 8, которая взаимодействуя с ползуном 10, смещает и стрелочный указатель 4, устанавливая его в прорези 6 панели 5 на расстоянии одной трети от конца

участка балки 1 с наибольшей интенсивности нагрузки.

На фиг. 3 показано, что положение стрелочного указателя 4 сосредоточенной нагрузки, равнодействукмдей распределенной по закону треугольника, не зависит от интенсивности нагрузки. Отпуская стопор 16, перемещают планку 2 вниз таким образом, чтобы другой конец планки 3 не отрывался от стопора 17. При этом указатели 2 распределенной нагрузки, перемещаясь в направлякяцих.отверстиях 12 балки I, изменяют свою величину, т.е. интенсивность нагрузки, однако положение стрелочного указателя 4 не меняется, так как при перемещении ппанки 3 путем поворота ее вокруг винтового стопора 17, поводок П перемещается по кулисе 9 не изменяя ее положения, следовательно не изменится положение и кулисы, связанной посредством ползуна 10 со стрелочным указателем 4,

На фиг. 4 показана демонстрация нагрузки, распределенной по закону трапеции. Стрелочный указатель 4.устанавливается между серединой и третьей частью загруженного участка балки I.

Таким образом, применение предлагаемого устройства в учебном процессе позволит повысить качество изложения основных положений сопромата и строительной механики.

Формула изобретения Устройство для демонстрации распределения нагрузки при нагружении балки, содержащее балку, указатели

распределенной нагрузки на участке балки, вьшолненные в виде стрелок, каждая из которых соединена одним концом с планкой, и стрелочный указатель сосредоточенной нагрузки,равнодействующей распределенной, отличающееся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей путем демонстращш зависимости положения сосредоточенной

нагрузки от величины распределенных нагрузок, оно имеет расположенную перед балкой панель с горизонтальной прорезью и механизм связываювщй перемещение планки с указателями распределенной нагрузки с перемещением стрелочного указателя, состоящий из двух связанных одашм концом посредством оси кулис, шарнирно связанного с одной из кулис и жестко со стрелочным указателем сосредоточенной нагрузки ползуна и поводка, шар1Шрно соединенного одаим концом со второй кулисой, а другим жестко с планкой, при этом точка соединения поводка с

тшанкой расположена на перпендикулярной продольной оси балки прямой, соединяющей ее с осью кул.1С, указатель сосредоточенной нагрузки расположен на внешней стороне панепн,

балка имеет направляющие отверстия для размещения свободных концов указателей распределенной нагрузки, а последние соеданены с планкой посредством шарниров.

fPui.f

Изобретение относится к учебным устройствам по механике и позволяет повысить демонстрационные возможности путём демонстрации зависимости положения сосредоточенной нагру зки от величины распределенных нагрузок на участке балки. Устройство состоит из балки 1, указателей 2 распределенной нагрузки на участке балки, соединенных одним концом с планкой 3, передней панели 5, на внешней стороне которой расположен стрелочный указатель 4 сосредоточенной нагрузки и механизма перемещения планки 3 и стрелочного указателя 4. При изменении длины указателей 2 путем перемещения планки 3 изменяются интенсивность нагрузки, и жестко связанный с планкой 3 поводок 11 тоже изменяет свое положение, отклоняя кулису 9, а вместе с ней и кулису 8, которая в свою очередь тянет за собой ползун 10 с установленным на нем стрелочным указателем 4 сосредоточенной нагрузки. 6 ил. (Л Фиг.з to 00 00 00 00

If

Редактор Ю.Середа

.f

Составитель Г.Самбикина

Техред М.ХоданичКорректор О.Луговая

Заказ 7448/51

Тираж 433Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно

|-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектиая, 4