Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1990 года по МПК G09B23/06 

РОНЫ путем воздействия на рычаги 13, , демонстрируют явление чистого изгиба, при этом стрелочные указатели 7 касательных напряжений не наблюдаются, т.к. они скрыты основанием 1 модели. Выдвигая стрелочные- указатели 5 нормальных напряжений на разную величину от панелей 2, 3 демонстрируют явление поперечного изгиба, при этом в результате поворота шарнирного гараллелограмма 9 на осях 12 в смотровых окнах 8 появляются стрелочные указатели 7 касательных напряжений, закрепленные на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма 9, 2 ил.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет с большей степенью наглядности демонстрировать зависимость изменения касательных напряжений от величины нормальных напряжений в изгибаемой балке. Учебный прибор содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую установленные на основании 1 вертикальные панели 2,3, лицевую крышку 4, стрелочные указатели 5 нормальных напряжений, проходящие через отверстие, выполненные в панелях 2,3 стрелочные указатели 7 касательных напряжений, размещенные в смотровых окнах 8 основания 1, и средство перемещения стрелочных указателей, состоящее из размещенных в модели шарнирного параллелограмма 9, боковые 10,11 звенья которого связаны своей серединой с моделью посредством осей 12 вращения и шарнирно установленных на основании 1 рычагов 13,14, верхними концами связанных посредством пружин 15, 16 с верхним 17 звеном параллелограмма 9. При этом стрелочные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене 18 последнего. При нахождении стрелочных указателей 5 нормальных напряжений внутри модели демонстрируют случай нагруженного состояния стержня. Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на одну и ту же величину в обе стороны путем воздействия на рычаги 13, 14, демонстрируют явление чистого изгиба, при этом стрелочные указатели 7 касательных напряжений не наблюдаются, т.к. они скрыты основанием 1 модели. Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на разную величину от панелей 2, 3, демонстрируют явление поперечного изгиба, при этом в результате поворота шарнирного параллелограмма 9 на осях 12 в смотровых окнах 8 появляются стрелочные указатели 7 касательных напряжений, закрепленные на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма 9. 2 ил.

: Изобретение относится к демонст- р ационным устройствам и может быть иЬпользовано, например, при изучении В: курсах сопротивления материалов и Строительной механики свойств внут- р енних силовых факторов, возникающих в изгибаемых конструкциях. : Пель изобретения - расширение диа Назона решаемых задач путем демонстрации связи между нормальными и ка- с;ательными напряжениями в изгибае- ,мом стержне.

; На фиг.) показан прибор в исходном положении, общий вид; на фиг.2 - то же, в процессе демонстрации, об- п|ий вид.

Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую основание 1, установленные на основании вертикальные панели 2 и 3, лицевую крьшку 4, стрелочные указатели 5 нормальных напряжений, направленные перпендикулярно панели 2.s3 и проходящие через отверстия 6, выполненные в панелях, стрелочные указатели 7 касательных напряжений, размещенные в смотровых окнах 8, выполненных в основании 1, и средство перемещения стрелочных указателей 5 и 7.

Средство перемещения стрелочных З казателей размещено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма 9, боковые звенья 10 и 11 которого связаны своей серединой с моделью посредством осей 12 врай1ения, и щар- иирно установленных на основании 1 по обе стороны от шарнирного парал- лелограмма 9 двух рычагов 13 и 14, верхними концами связанных посредст 13ОМ пружин 15 и 16 с верхним звеном 17 шарнирного, параллелограмма.

Стрелочные указатели 7 касательных напряжений закреплеггы на нижнем :звене 18 щарнирного параллелограмма

5

0

5

0

5

0

5

0

5

стрелочные указатели 5 нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концом связаны с рычагами 13 и 14, при этом последние снабжены фиксаторами 19 для их удержания в заданном положении на основании 1 модели.

Прибор работает следующим образом.

Пер.ед началом демонстрации обучаемым объясняют, что модель элементарного объема деформируемого стержня представляет собой часть балки,выре- занную из ее растянутой зоны,причем основание модели соответствует нейтральному слою деформированной балки.

На приборе осуществляют три вида демонстраций: ненагруженной балки, случай чистого изгиба и явление поперечного изгиба, а также приводят теоретические сведения, характеризую- ш;ие эти состояния деформируемой балки. После этого приступают к демонстрации.

Демонстрация ненагруженной балки.

В данном случае шарнирный параллелограмм 9 занимает строго вертикальное положение, а рычаги 13 и 14 наклонены внутрь модели таким образом, что стрелочные указатели 5 нормальных напряжений не видны из-за панелей 2 и 3. В этом случае не видны также стрелочные указатели 7 касательных напряжений в смотровых окнах 8, что свидетельствует об отсутствии напряжений в балке, т.е. . балка не нагрзпкена внешней силой.

Демонстрация явления чистого изгиба.

В этом случае, воздействуя на рычаги 13 и 14, перемещают их от исходного положения в противополож- йые от шарнирного параллелограмма 9 на одну и ту же величину и фиксируют в этом положении фиксаторами 19. В результате этого пружины 15 и 16 растягиваются на одну и ту же величину и удерживают шарнирньш параллелограмм в исходном положении, а - следовательно, не получают перемещений стрелочные указатели 7 касательных напряжений, т.е. их не видно в смотровых окнах 8. Одновременно, в результате смещения рычагов 13 и 14 вьщвигаются стрелочные указатели 5 нормальных напряжений в об стороны от модели на одну и ту же величину, причем стрелочные указатели, находящиеся в верхней части, модели, вьвдвигаются больше, чем нижние.

Демонстрация явления поперечного изгиба.

В этом случае (фиг.2), воздействуя на рычаги, перемещают их от .исходного положения в противополож- ;ные от шарнирно1 о параллелограмма 9 таким образом, что рычаг 14 получает большее смещение, чем рычаг 13 и фиксируют в этом положении. В результате этого стрелочные указатели 5 нормальных напряжений,находящиеся справа от модели,вьщвигаются за панель 3 больше, чем такие же стрелочные указатели выдвигаются за панель 2. Одновременно с этим шарнирньй параллелограмм 9, поворачиваясь на осях 12, выдвигает стрелочные указатели 7 касательных напряжений,которые наблюдают в смотровых окнах 8, повернув модель на бок. При этом обращают внимание обучаемых на то,что стрелочные указатели 7 касательных. напряжений вьодвигаются в сторону меньших нормальных напряжений,, т.е. влево. Это означает, что в изгибаемой балке касательные напряжения зависят от интенсивности изменения нормальных напряжений.

Использование изобретения позволяет с большой степенью наглядности демонстрировать зависимость изменени касательных напряжений в изгибаемой балке от величины нормальных напря6

различных случаях нагружения

Ф о

Р м у л а

зобретения

15

20

5

Учебный прибор по сопротивлению материалов,содержащий модель элементарного объема деформируемого стерж- ,0 ня со стрелочными указателями нормальных напряжений, направленными перпендикулярно его боковым граням и средство перемещения стрелочных указателей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации связи между нормальными и касательными напр чжениями в изгибаемом стержне, он снабжен стрелочными указателями касательных напряжений, модель элементарного обьема деформируемого стержня имеет основание со смотровыми окнами для стрелочных указателей касательных напряжений,установленные на основании вертикальггые панели с отверстиями для проходящих через панели указателей нормальных напряжений и лицевую крьш1ку, средство перемещения стрелочных указателей разме- 0 щено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма,боковые звенья которого связаны своей серединой с моделью посредством осей вращения, и гаарнирно установленных на основа- НИИ по обе стороны от шарнирного

параллелограъ1ма двух рычагов,верхними концами связанных посредством пружин с верхним звеном шарнирного параллелограмма, при этом птрелоч- 0 ные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене шарнирного параллелограмма,стрелочные указатели нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концом 5 связаны с рычагами, а последние снабжены фиксаторами для удержания их в заданном положении на основании модели.

2 19 IS 12

ДД. It/ 1| 1% 1Л 11Л

/ / /

18 7 ff в 1 fff Фм.1

5 6