Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1988 года по МПК G09B23/06 

1

Изобретение относится к демонстрционным приборам и может быть исполь зовано, например, при изучении курсов сопротивления материалов и строительной механики.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей при демонстрации потери устойчивости стержнем под действием растягивающей нагрузки, линия действия которой остается неизменной.

На фиг.1 представлен прибор, общий вид; на фиг,2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - прибор в рабочем состоянии (после потери стержнем устойчивости).

Прибор содержит основание 1, на котором установлен П-образный кронште 2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальный

стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружающим устройством, состоящим из платформы 5 с выполненными в ней направляющими 6, в которых установлены симметрично относительно стержня 4 два ролика 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9, закрепленной на кронштейне 2 под стержнем 4, в перекладине 9 имеется втулка 10, в которой установлен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеет средство для навешивания груза 12.

Кроме того, в нижней части скобы В установлена игла 13, проходящая через отверстие в пластине 14, прикрепленной к перекладине 9, и служащая для предотвращения вращения скобы 8 при проведении опытов.

Прибор работает следующим образом

Вначале демонстрируют устойчивое равновесие прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки, которая меньше по величине, чем критическая сила. Для этого на шток 11 навешивают груз 12, масса которого меньше критической нагрузки Груз, воздействуя через шток 11, скобу В, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем рас- тягивающие натяжения.

При отклонении стержня 4 от равновесного положения п-патформа 5 наклоняется и смещается сторону, в результате чего ролики 7, перека- тьгеаясь по направлякщим 6, вместе со штоком 11 перемещаются по втулке 10 вниз. Отпуская стержень 4, демонстрируют, что данное нагруженное состоя

2

ние стержня соответствует его устойчивому положению равновесия, о чем свидетельствует возвращение системы в исходное положение.

При навешивании на шток 11 груза 12, масса которого превьппает крити- ;ческую силу, демонстрируют неустойчивое равновесие прямолинейной формы стержня 4. В этом случае при незначительном воздействии на систему внешней возмущающей сипы стержень теряет устойчивостьJ о чем свидетельствует его искривление. Увеличивая массу груза 12, демонстрируют увеличение прогиба стержня 4, а уменьшая груз - уменьшение прогиба стержня 4 и возврат системы в исходное состоя

упругой линии стержня от действующей на него растягивающей нагрузки.

Прибор позволяет также демонстрировать влияние на систему различных растягиваклцих нагрузок, линии действия которых не фиксированы и не совпадают с осью испытуемого стержня, путем установки на платформу 5 различных грузов.

При симметричном расположении одинаковых грузов по отношению к стержню 4 нагрузка будет стабилизирующей и критическая сила в данном случае увеличивается. В остальных случаях нагрузка будет оказывать дестабилизирующее воздействие на систему и критическая сила будет уменьшаться.

Применение предлагаемого прибора позволит расширить дидактические возможности при изучении потери устойчивости стержнем под действием растягивающей нагрузки.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий закрепленный верхним концом на кронштейне вертикальный стержень и нагружающее устройство с грузом, связанное с нижним концом стержня, отличающий- с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации потери устойчивости стержня под действием растягивающей нагрузки, нагружающее устройство имеет жестко связанную с нижним концом стержня платформу, расположенные на ней симметрично относительно стержня роликт, связывающую ролики скобу, пефиг.1

фие.2

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет расширить дидактические возможности за счет демонстрации потери устой- ч ивости стержня под действием растягивающей нагрузки, линия действия которой остается неизменной. Прибор содержит установленный на основании 1 П-образный кронштейн 2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальный стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружаю цим устройством, состоящим из платформы 5, установленных симметрично относительно стержня 4 двух роликов 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9 с втулкой 10, в которой установлен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеет « -, средство для подвешивания груза 12. При навешивании на шток 11 различных по массе грузов 12, демонстрируют устойчивое и неустойчивое равновесия прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки. При этом груз, воздействуя через шток 11, скобу 8, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем рас- тягиваюш:ие натяжения. При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается в сторону, в результате чего ролики 7, перекатываясь по платформе 5, вместе со штоком 11 перемещаются вниз по втулке 10. В случае, когда масса груза 12 меньше критической силы, откло- ненньй от равновесного положения стержень 4 после его отпускания возвратится в исходное состояние, что свидетельствует о нахождении стержня в устойчивом равновесном положении. При массе груза 12, превышающей критическую силу, незначительное воздействие на систему внешней возмущающей силы приводит к потере стержнем устойчивости, о чем свидетельствует его искривление, т.е. демонстрируют неус - тойчивое равновесие прямолинейной формы стержня. 3 ил. ,3 а В Л «м«з