Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1992 года по МПК G09B23/06 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении в курсе сопротивления материалов явпения потери устойчивости стержней при действии на них нагрузки.

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости деформируемого элемента при действии на него растягивающей и поперечной силы соответственно.

На чертеже представлена схема прибора.

Учебный прибор содержит основание 1, к которому прикреплена неподвижная пластина 2 винтами 3. Шарнир 4 обеспечивает поворот на 90 поворотной пластины 5 с шарнирно закрепленным на нем деформируемым элементом 6 с нанесенной на нем

шкалой 7. Грузы 8 имеют прорези 9 шириной, большей толщины деформируемого элемента, и глубиной, обеспечивающей центральное их приложение за счет опира- ния на передвижную самофиксирующуюся платформу 10 со стягивающими скобками 11. Основание 1 опирается на ножки 12. Деформируемый элемент 6 крепится шарниром 13 на поворотной пластине 4, на которой шарниром 14 крепится также откидной фиксатор 15. На поворотной пластине 5 и в основании 1 выполнены совме- щенные пазы-прорези 16 шириной, большей ширины деформируемого элемента, и длиной, обеспечивающей его поворот из вертикального верхнего в вертикальное нижнее положение. На конце гибкого элемента со стороны, противоположной пазам в поворотной пластине и основании (при вертикальном верхнем положении деформируемого элемента), выполнен стержень XI

4

ixj О

консоль 17 толщиной, меньшей ширины прорезей 9 в грузах 8

Учебный прибор работает следующим образом.

При расположении деформируемого элемента в вертикальном верхнем положении и размещении на самофиксирующейся платформе 10 в различном сочетании грузов 8 путем их надевания прорезями 9 но деформируемый элемент 6 наблюдают потерю устойчивости при длине сжимаемой части, определяемой местом установления платформы 10. При этом рабочая длина деформируемого элемента определяется по шкале 7. Пои смещении платформы 10 вниз (вверх) относите/ ыю деформируемого элемента 6 потеря устойчивости последним достигается увеличением (уменьшением) числа грузов 8 Веотикальное верхнее расположение деформируемого элемента обес- побивается тем, ч го откидной фиксатор 15 повернут вокруг шарнира 14 до зацепления с деформируемым элементом G, что обеспечивает его фиксацию в этом положении Для демонстрации изгибнои устойчивости эле- ментом 6 достаточно поворотной пластине 5 повеонуться на шарнире 4 на 90° до соприкосновения с неподвижной плас тиной Фиксатор 15 находится в зацеплении с one- мен (ом б и обеспечивает жесткое закрепле ние его нижнего конца При этом деформируемый элемент принимает горизонтальное положение (пунктирное на чертеже) и действие на него грузов 8 вызывает деформацию изгиба. Изменяя число грузов 8, элемент 8 теряет устойчивость в результате изгиба под действием изменяющемся нагрузки Перемещая груз 8 по длине элемента, демонстрируется потеря изтбнои устойчивости в зависимости от длины де- формируемого элемента Для демонстрации потери устойчивости деформируемого элемента при его растяжении (за счет первоначальных несовершенств элемента и приложения нагрузки) необходимо ново- ротную пластину 5 повернуть на шарниое 4

на ОЛ1 до занятия элементом 6 вертикального (верхнего) положения. Затем поворотом фи/сатора 15 относительно шарнира 14 на 9О1 деформируемый элемент расфиксирует- ся и последующим поворотом относительно шарнира 13 в сторону совмещенных пазов 16 в поворотной пластине 5 и основании 1 на 180° занимает вертикальное нижнее положение (пунктирное изображение на чертеже). Последующее размещение грузов 8 на консольном стержне 17 элемента 6 приводит к потере им своей первоначальной формы, т.е. потере устойчивости при растяжении. Изменение числа грузов 8 на стержне 17 демонстрирует механизм потери уоюйчивости деформируемым элементом при его растяжении в зависимости от растягивающей нагрузки.

Формула изобретения Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий основание с размещение л на нем опорой, вертикально ус1ано; ленной в опоре деформируемый элемен и среде IPO нагружения последнего, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости деформируемого элемента при действии на него растягивающей и поперечной силы соответственно, опора состоит из двух шар- HI/IDHO связанных одна с другой пластин, первая из которых неподвижно закреплена на основании а вторая снабжена шаонирно установленным откидным фиксатором для удержания деформируемого элемента в заданном положении и имеет прорезь для раз- мещечия в ней последнего, средство нашужения сосюит из набора грузов, размещенной на деформируемом элементе подвижной платформы для грузов, имеющей фиксатор для установки в заданном положении, и закрепленного на деформируемом элементе стержня для подвеса грузов, при этом каждый груз имеет прорезь для его размещения на деформируемом элементе, а на последнем нанесена линейная шкала

Использование: демонстрационные приборы по сопротивлению материалов и расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости деформируемого элемента при действии на него растягивающей и поперечной силы соответственно Сущность изобретения: действие нагрузки, размещенной на подвижной фиксируемой платформе, на деформируемый элемент 6, шарнирно установленный на оснований посредством поворотной пластины 5 с откидным фиксатором, элемент теряет устойчивость в зависимости от величины нагрузки, точки ее приложения и от размещения в пространстве самого деформируемого элемента. Исследуют три способа нагружения элемента при действии на него вертикальной сжимающей силы (элемент занимает верхнее вертикальное положение), вертикальной растягивающей силы (элемент занимает нижнее вертикальное положение) и поперечной силы (элемент 6 занимает горизонтальное положение). 1 ил. (Л С

//Л

М | f4l

i Cvl

ltj