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

сл

с

Изобретение относится к учебным приборам по сопротивлению материалов, используемым для изучения напряженного состояния при кручении. Целью изобретеУ ния является повышение наглядности демонстрации деформации кручения. Прибор содержит деформируемый стержень 4 из упругого материала, размещенный в двух опорах 2, 3, закрепленных в основании 1. Закручивание стержня осуществляется рукояткой 5 вращения. Фиксация его в дефор- мированном положении производится храповым механизмом. Средство для визуальной регистрации напряженного состояния стержня 4 выполнено в виде нанесенных на боковой поверхности стержня с различной ориентацией относительно его продольной оси 8 двух символов 9, 10 и двух надрезов 11, 12. 1 ил.

Ъ°9 Ю

О

ел

Ю 00

со

Изобретение относится к учебным приборам по сопротивлению материалов и может быть использовано в учебном процессе для изучения напряженного состояния при кручении.

Целью изобретения является повышение наглядности демонстрации деформаций кручения.

На чертеже представлена схема прибора.

Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит основание 1, размещенные на нем две опоры 2 3, установленное в опорах деформируемое тело 4, представляющее собой стержень, выполненный из упругого материала, и средство для визуальной регистрации напряженного состояния стержня.

Один коис1 стержня 4 связан с рукояткой 5, установленной в опоре 2 и необходимой для закручивания стержня вокруг его продольной оси. Другой конец стержня 4 также связан с установленной в опоре 3 дополнительной и аналогичной первой рукояткой 6 вращения с фиксатором 7 для установки ее Б заданном положении.

Средство для визуальной регистрации напряженного состояния деформируемого тела выполнено в виде нанесенных на боковой поперхности стержня 4 с различной ориентацией относительно его продольной оси 8 двух символов 9, 10 и двух надрезов 11, 12. Символ 9 представляет собой квадрат, стороны которого ориентированы поперек и вдоль оси 8 стержня 4, а символ 10 выполнен в виде квадрата, ориентированного сторонами под углом 45° к оси 8 стержня 4. Надрез 11 выполнен перпендикулярно его краям, а надрез 12 выполнен под углом 45° к оси 8 стержня 4 и имеет цветную индикацию, нанесенную ча стенки его внутренней полости (например, краска).

Учебный прибор работает следующим образом.

При закручивании стержня 4 рукояткой 5 его деформирование наблюдается с помощью указанных выше визуальных средств регистрации. При повороте руко яток ( или рукоятки) грани надреза 11 сдвигаются одна относительно другой, моделируя тем самым наличие касзтельных напряжений в поперечных сечениях г.кручи- ваемого круглого стержня. При зпкручивании стержня в одну сторону видно, что надрез 12 раскрывается, а при закручивании в другую сторону он закрывается (сжимается). Это дает возможность ощутить наличие растягивающих напряжений в одном направлении при кручении стержня и сжимающих в другом.

Стороны квадрата 9 совпадают с поперечными и продольными сечениями скручиваемого стержня. При его деформировании этот квадрат обращается в ромб, что соответствует наличию касательных напряжений в поперечных и продольных сечениях стержня при его закручивании. Стороны

квадрата 9 не изменяют своей длины. Квадрат 10 обращается в прямоугольник, при этом увеличиваются его размеры в одном направлении - в направлении растягивающих главных напряжений и уменьшаются в

другом - в направлении сжимающих главных напряжений. Углы этого квадрата оста- прямыми.

Формула изобретения Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий основание, размещенные на основании две опоры, установленное в опорах деформируемое тело, один конец которого связан с установленной в одной из опор рукояткой для

закручивания деформируемого тела вокруг его продольной оси, и средство для визуальной регистрации напряженного состояния деформируемого тела, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности

демонстрации деформаций кручения, деформируемое тело представляет собой стержень, выполненный из упругого материала, а средство для визуальной регистрации напряженного состояния деформируемого тела выполнено в виде нанесенных на боковой поверхности стержня с различной ориентацией относительно его продольной оси двух символов и двух надрезов, при этом первый символ представляет собой

квадрат, стороны которого ориентированы поперек и вдоль оси стержня, а второй символ выполнен в виде квадрата, ориентиро- ьанного сторонами под углом 45° к оси стержня, один надрез выполнен перпендикулярно к оси стержня и имеет риски, нанесенные перпендикулярно его краям, а другой надрез выполнен под углом 45° к оси стержня и имеет цветную индикацию, нанесенную на стенки его внутренней полости.