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

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано при изучении статически неопределимых систем при воздействии на них сжимающих и растягивающих усилий.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид; на фиг. 2 - схема нагружения объекта.

Прибор содержит установленную на основании 1 раму 2, подвешенный к ее перекладине статически неопределимый деформируемый объект, две вертикальные направляющие стойки 3, связанные своими концами с основанием 1 и перекладиной рамы 2, средство нагружения объекта, имеющее грузы, и средство регистрации деформаций.

Деформируемый объект выполнен в виде охватывающей направляющие стойки 3 пружины 4 растяжение-сжатия с двумя поперечными перегородками 5 и 6, первая из которых закреплена в средней части пружины 4, а вторая - на ее нижнем торце.

Средство регистрации деформаций состоит из размещенной на основании 1 линейной шкалы 7 и двух взаимодействующих с ней стрелочных указателей 8 и 9, первый из которых закреплен на перегородке 5, а второй - на перегородке 6.

Средство нагружения состоит из размещенного в выполненном в перекладине 2 отверстии штыревого толкателя 10, нижний конец которого взаимодействует с верхней плоскостью перегородки 5, а верхний конец имеет чашу 11 для установки грузов, и размещенного на основании 1 рычажного толкателя 12, один конец которого контактирует с нижней плоскостью перегородки 6, а другой конец имеет чашу 13 для установки грузов.

Кроме этого, деформируемый объект (не показан) может состоять не менее чем из двух пружин растяжения-сжатия, прикрепленных взаимодействующими торцами к разделяющей их перегородке, например к перегородке 5,

Прибор работает следующим образом.

Перед началом демонстрации (фиг. 2) обучаемым объясняют, что у статически неопределимого объекта верхний и нижний торцы жестко заделаны и поэтому не могут смещаться при нагружении объекта. Одновременно с этим объясняют различие между деформациями и перемещениями путем размещения груза на чаше 11 толкателя 10. В этом случае деформируется только верхний участок пружины 4, а нижний только смещается вниз, чтр и фиксируют по стрелочным указателям 8 и 9 и шкале 7. После этого для приведения объекта в состояние, соответствующее указанному (фиг. 2), на чашу 13 рычажного толкателя 12 помещают

грузы до тех пор, пока стрелочный указатель

9 не вернется на отметку, на которой он

находится до помещения груза на чашу 11.

Величина груза, помещенного на чашу

11, и соответствует величине реакции в нижней заделке объекта, нагруженного в промежуточном сечении, а смещение последнего, определяемое по стрелочному указателю 8 и шкале 7, соответствует деформации объекта в этом же сечении.

Использование изобретения позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать процесс раскрытия статической неопределенности нагружаемых систем с количественным определением реакций опор и

деформаций в нагружаемом сечении. Формула изобретения 1. Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий установленную на основании раму, подвешенный к перекладине рамы статически неопределимый деформируемый объект и средство нагружения объекта, имеющее грузы, отличающий- с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей, он снабжен средством регистрации деформаций, состоящим из размещенной на основании линейной шкалы и двух взаимодействующих с ней стрелочных указателей, и двумя вертикальными направляющими стойками, связанными своими концами с основанием и перекладиной рамы, деформируемый объект выполнен в виде охватывающей направляющие стойки пружины растяжения-сжатия с двумя поперечными перегородками, первая

из которых закреплена в средней части пружины, а вторая - на ее нижнем торце, средство нагружения состоит из размещенного в выполненном в перекладине рамы отверстии штыревого толкателя, нижний конец

которого взаимодействует с верхней плоскостью первой перегородки, а верхний конец имеет чашу для установки грузов, и размещенного на основании рычажного толкателя, один конец которого контактирует с нижней плоскостью второй перегородки, а другой конец имеет чашу для установки грузов, при этом стрелочные указатели закреплены на перегородках деформируемого объекта.

2. Прибор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что деформируемый объект состоит не менее чем из двух пружин растяжения-сжатия, прикрепленных взаимодействующими торцами к разделяющей их перегородке.

Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и позволяет расширить дидактические возможности при изучении статически неопределимых систем. Для определения реакции в заделке деформируемого объекта, выполненного в виде пружины 4 и имеющего перегородки 5 и 6, на чашу 11 штыревого толкателя 10, взаимодействующего с перегородкой 5, помещают груз. В результате верхняя часть пружины деформируется, а нижняя часть смещается вниз, что наблюдают по стрелочным указателям 8 и 9, взаимодействующим со шкалой 7. Затем помещают грузы на чашу 13 рычажного толкателя 12, взаимодействующего с перегородкой 6, до тех пор, пока стрелочный указатель 9 не вернется на отметку, на которой он находился до помещения груза на чашу 11. Величина груза, помещенного на чашу 11, является искомой величиной реакции в нижней заделке объекта, а смещение стрелочного указателя 8 указывает величину деформации объекта в нагружаемом сечении. 1 з.п.ф., 2 ил.

Ъ

Т///////////

Ъ

/

//////

Фиг. 2