Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1991 года по МПК G09B23/06 

Фиг. 1Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении остаточных напряжений в сварных конструкциях.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации направления действия и количественных параметров остаточных двухосных напряжений.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - поле изолиний наиболь- ших главных остаточных напряжений (/1 растяжения; на фиг.З - поле изолиний наименьших главных остаточных напряжения Ог сжатия; на фиг. 4-7 пример конкретного использования прибора.

Прибор содержит моделирующую плоскую напряженную область пластину i с координатной сеткой 2, в узлах которой установлены штырьки 3 и нанесены угловые шкалы 4, и средство индикации главных напряжений в заданных зонах, состоящее из поворотных стрелочных указателей 5 направлений действия главных напряжений растяжения и отличных от них по форме и цвету стрелочных указателей 6 направлений действия главных напряжений сжатия, выполненных в виде набора эталонных планок с отверстиями для их размещения на каждом штырьке 3 в количестве, соответствующем значению напряжений в заданной зоне, полученных предварительно выполненным расчетом, при этом каждая планка стрелочного указателя 5 соответствует напряжению растяжения, равному 20 МПа, а стрелочного указателя 6 соответствует напряжению сжатия, равному - 20 МПа.

Прибором пользуются следующим образом.

Перед началом демонстрации опытным путем с использованием например, магни- тоупругого измерителя остаточных напряжений определяют в узлах координатной сетки (например, стальной стыковый сварной образец) 2, нанесенной на поверхность натурной детали из ферромагнитного материала значения разности главных напряжений (tTi -05) и углы а направлений действия наибольших главных напряжений oi к оси X (на фиг.4 они показаны черточками 7). Затем по известным зависимостям определяют численные значения наибольших главных напряжений растя.жения а и наименьших главных напряжений сжатия О2 в каждой точке (узле) координатной сетки и строят поле изолиний 7i (фиг.2) и поле изо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

линий 02 (фиг.З). Для удобства демонстрации по полученным полям изолиний (J ffi и а конкретные значения этих параметров в заданных зонах сводят в таблицу.

Обучаемым объясняют, что для удобства пользования стрелочными указателями 5,6 значения ai , 02 , не кратные цене указателей Ј20 МПа. определяют до ближайших кратных значений (например, +45 округляют до +40, а +54 округляют до +60). После этого приступают к демонстрациям плоского напряженного состояния образца.

В соответствии с таблицей значений ел, Oi и а в заданных зонах (узлах координатной сетки 2) на штырьки 3 размещают вначале, например, стрелочные указатели 6 главных напряжений сжатия, а затем - стрелочные указатели 5 главных напряжений растяжения, располагая их при этом под соответствующими углами, используя для этого угловые шкалы 4. В зависимости от конкретных значений напряжений и направлений действия 01 и Oi в каждой точке двухосной напряженной зоны I возможны различные сочетания стрелочных указателей 5,6 (фиг.4).

Использование изобретения позволяет наглядной доходчиво демонстрировать распределение остаточных главных напряжений в двухосной напряженной зоне, возникающих в результате проведения сварочных работ.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий моделирующую плоскую напряженную область пластину с координатной сеткой и средство индикации главных напряжений в заданных зонах в соответствии с предварительно выполненным расчетом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации направления действия и количественных параметров остаточных двухосных напряжений, в узлах координатной сетки установлены штырьки и нанесены угловые шкалы, а средство индикации состоит из поворотных стрелочных указателей направлений действия главных напряжений растяжения и отличных от них по форме и цвету стрелочных указателей направлений действия главных напряжений сжатия, выполненных в виде набора эталонных планок с отверстиями для их размещения на каждом штырьке в количестве, соответствующем значению напряжений в заданной зоне.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет демонстрировать распределение остаточных главных напряжений растяжения и сжатия в двухосной напряженной области, возникающих в результате проведения сварочных работ. Прибор содержит моделирующую плоскую напряженную область пластину 1 с координатной сеткой, в узлах которой установлены штырьки 3 и нанесены угловые шкалы 4. и средство индикации главных напряжений в заданных зонах, состоящее из поворотных стрелочных указателей 5, 6 направлений действия главных напряжений растяжения и сжатия соответственно, выполненных в виде набора эталонных планок, каждая из которых соответствует напряжению +20 МПа или -20 МПа соответственно. В зависимости от полученных экспериментальным и расчетным путями численных значений главных напряжений и углов их направлений действия к оси X размещают в заданных зонах на штырьках 3 соответствующее количество стрелочных указателей 5, 6, устанавливая их по шкале 4 под соответствующими углами. В зависимости от конкретных параметров в каждой точке напряженной области возможны различные сочетания стрелочных указателей 5, 6. 7 ил. (Л С

Фиг. 2

Изолинии Г,, мпа

С-4

О LT ЧГ

CN (О

У

/

Т

Фиг. Ь

6-,

Фаг. 7