Учебный прибор по механике Советский патент 1987 года по МПК G09B23/08 

.Р1зобретение относится к учебным приборам по теоретическоГ механике и может быть использовано для демонстрации нагружения фермы сосредоточенными силами и усилий, воэникгзю- щих при этом в стержнях н опорах,

Целью изобретения является расширение демонстрагдионных возможностей прибора.

На фиг, показан прибор общий вид; на фиг, 2 - стержень фермь,, разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг, 4 - нёнагруженный стержень, общий вид; на фиг, 5 - сечение Б-Б на фиг, 2j на фиг, 6 - сечение В-В на фиг, 5; на фиг, 7 - стержень фермы, нагруженный растягивающими усилиями, общий вид на фиг, 8 - стержень,, нагруженный сжимающими усилиями,

Прибор состоит из шарнирно связанных между собой в плоскую ферму раздвижных стержней 1-13, концы которой связаны с установленными на основании 14 подвижной 15 и неподвижной 16 опорами посредством шарниров 17, снабженных стрелочными указателями 18 реакций,, и средства для задания нагрузки, выполненного в виде переставного рычага 19 имеющего на. конце стрелку 20 с гнездом, диаметр которого соответствует диаметру взаимодействующих с ним шарниров 21 соединяющих стержни 1-13,

, Основание 14 снабжено вертикальной панелью 22„ расположенной параллельно ферме и имеющей штыри 23, с одним из которых взаимодействует переставной рычаг 19 посредством гнезда 24, расположенного на его свободном конце. Переставной рычаг 19 выполнен из двух частей, соединенных между собой осью 25, с возможностью одностороннего излома. При этом для обеспечения устойчивой работы переставного, рычага 19 на сжатие ось 25 .смещена с линии, проходящей через центры шарниров, связывающих рычаг t основанием и фермо.й, причем смещение направлено в сторону, противоположную излому рычага 19, Расположение штырей 23 выбирается таким, чтобы можно было нагружать ферму силами под необходимыми углами к стержням 1-13 или к вертикали. Для возможности использования штырей 23 при нагру жении двух шарниров 21 фермы часть из них располагают на пересечении

осей раздвижных стержней. Так, штырь 23, с которым взаимодействует рычаг 19 (фиг. 1), расположен так, что

рычагом 19 можно нагрузить ферму силой, приложенной также . и к шарниру 21, соединяющему два стержня 12-и 13,

Каждый раздвижной стержень 1-13 состоит из двух полуцилиндров 26,

расположенных в них упоров 27 и 28 и расположенной между упорами пружины 29 (фиг, 2), Каждый полуцилиндр 26 стержня в месте расположения упоров имеет два кронштейна 30 и 31, один

из которых (кронштейн 30) снабжен взаимодействующей со стрелочным указателем 32 (фит, 5 и 6) реакций вилкой 33, а другой кронштейн 31 имеет поворотную ось 34, жестко связанную

со стрелочным указателем 32 реакций,

Учебный прибор по механике работает следующим образом.

Нагружают ферму путем нажатия рычага 19 на шарнир 21, для чего одевают его гнездом 24 на соответствующий требуемому нагружению штырь 23, и, изломав его по оси 25, упирают стрелкой с гнездом 20 в соответствующий шарнир 21, После этого, нажимая на

середину рычага 19, устанавливают его обе части в одну линию, до взаимодействия обеих частей рычага 19 в средней части, при этом все или , часть стержней фермы должны получить

деформации растяжения или сжатия. При нагружении фермы (фиг, 1) сжима- юшие усилия испытывают стержни 1, 3-5, 8, 9 и 11, а растягивающие - стержни Юр 2 и 7, а стержни 12, 6

и 13 не работают.

При растяжении ст-ержень удлиняется за счет сжатия пружины 29 между упорами 28f а упоры 27 отходят от пружины 29 на расстояние, равное ее

деформации. При этом при взаиг ном смещении полуцилиндров 26 один относительно другого кронштейны 30 смещаются в направлении к концам стержня, а вилки 33, взаимодействуя со

стрелочными указателями 32, поворачивают их вокруг осей 34, придав стрелкам наклонное положение, таким образом показывая направление усилия в стержне (фиг, 7),

При сжатии стержень укорачивается за счет сжатия пружины 29 между упорами 27, а упоры 28 отходят от пружины 29,;При этом кронштейны 30, несущие вилки 33, смещаются к середине

стержня, туда же наклоняются и стрелочные указатели 32, которые показывают направление усилий в стержне (фиг. 8).

Стрелочные указатели 18 показывают направление реакции подвижной 15 и неподвижной 16 опор.

При изменении направления приложенной к ферме внешней силы или при изменении точки ее приложения вид нагружения стержней фермы изменяется Так, например, при действии нагрузки вертикально (вертикальное расположение переставного рычага 19) на тот же шарнир 21 растягивающие усилия испытывают стержни 3, 10, 2, 6, 7 и 9, сжимающие - стержни 1, 11, А,

5 и 8, а стержни 12 и 13 без-нагрузки.

Возможно одновременное нагруже- ние фермы несколькими сосредоточен- ными силами, приложенными к ее нескольким узлам. Для зтого необходима установка описанным способом несколь ких переставных рычагов 19. Формула изобретения

1, Учебный прибор по механике, содержащий раздвижные стержни с уста

1-25 j; 2629 27 30

Ч

20

25

39623

новленными н их средней части указателями реакций, шарнирно связанные между собой в плоскую форму, концы которой соединены с установленными на основании подвижной и неподвижной опорами посредством шарниров, и имитирующий нагрузку переставной рычаг, имеющий на конце стрелку с гнездом, Q диаметр которого соответствует диаметру шарниров, соединяющих стерзк- ни, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, переставной ры- 15 чаг шарнирно связан с основанием и выполнен из двух частей, соединенных между собой осью с возможностью одностороннего излома, при этом ось., соединяющая обе части рычага, смещена с линии, проходящей через центры шарниров, связывающих его с основанием и фермой, в направлении, противоположном излому.

2, Прибор по п.1, отличающий с я тем, что основание имеет штыри для установки переставного рычага в различные положения по отношению к ферме.

фиг. 2

75

30

Фиг.З

ФигЛ

31

В-д

29

Фиг.б

Изобретение относится к учебно- наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации нагру- жения фермы одной или несколькими сосредоточенными силами с показом реакций стержней и опор. Цель изобретения - расширение демонстрационных возможностей прибора. Он состоит из основания 14 и фермы, состоящей из раздвижных стержней 1-13 и опирающейся на неподвижную I6 и подвижную 15 опоры. Роль сосредоточенных сил, действующих на ферму, выполняет переставной рычаг 19, состоящий из двух частей, соединенных между собой осью 25 с возможностью одностороннего излома. Каждая часть рычага 19 взаимодействует с одним из шарниров 21 фермы и шарниром основания и в рабочем .состоянии обеспечивает деформацию стержней фермы, вследствие чего по указателям 18 реакций стержней определяется вид нагружения каждого стерж-- ня или отсутствие усилия в нем. 1 3.п, ф-лы, 8 ил. $ (Л 16 СО (Х СО о: ю 15 Фин. 1

32 32Л- 26

-Л

:s

j

30

IX

Фиг.7

J/ JJ

,JJ 32 5f 30.

Составитель Т. Григорян Редакторе. Головач Техред М.ДидыкКорректор В. Бутяга

Заказ 4228/42. . Тираж 433Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«И ви «« --«-- --- - -

производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4