Прибор для демонстрации закона Гука при кручении Советский патент 1992 года по МПК G01N3/22 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для демонстрации закона Гука при кручении.

Известна установка для определения максимальных касательных напряжений в поперечном сечении бруса кольцевого сечения, обеспечивающая создание скручивающего момента при помощи двух равных по весу грузов Р и перекидного блока.

Незначительное отклонение нити груза, перекинутой через блок, от вертикали в конструкции установки, а также колебание нагрузки при нагружении установки грузами Р (неодновременность), потери на трение в блоках вызывают дополнительно изгибные деформации колебательного характера, отрицательно влияющие на чистоту проведения опыта.

Цель изобретения - повышение точности путем исключения изгибных деформаций в процессе нагружения образца скручивающим моментом.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для демонстрации закона Гука при кр/чении, содержащем станину, размещен- ны 1 на ней захват предназначенный для консольного крепления полого образца средство нагружения свободного конца об разца крутящей нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания, захват выполнен полым, средство нагружения выполнено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня с фланцем на торце, предназначенным для жестко/о соединения со свободным концом образца, а измеритель угла закручивания установлен на свободном торце стержня.

Такая конструкция обеспечивает центрирование жесткого стержня относительно продольной оси образца и избавляет испытуемый образец от воздействия изгибных деформаций

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - элемент испытуемого образца с нанесенной сеткой взаимно пэрпендикулярнмх линий.

Прибор содержит жестко закрепленный одним концом на станине 1 опытный образец 2, второй конец которого соединен с фланцем 3, который выполнен за одно целое с жестким стержнем 4, проходящим через полость образца 2. Стержень 4 центрируется в направляющей втулке фланца 5. Прибор установлен на основании б, а стержень 4 служит для передачи крутящего момента от рычага 7 к образцу 2. Крутящий момент Мк создается усилием руки проводящего опыт, приложенной к рукоятке рычага 7.

Поворот рычага 7 ограничивается упорами 8. Для отсчета величин Мк и ip во фланце 5 вмонтирован циферблат 9 с нанесением шкал для измерения Мк (Н.м) р

(о). Положением стрелки 10, установленной на жестком стержне 4, отсчитываются одновременно оба параметра Мк и р.

Циферблат со шкалой защищены прозрачным экраном 11,

Прибор работает следующим образом. При помощи руки, приложенной к рукоятке рычага 7, нагружают образец крутящим, моментом Мк вправо или влево по отношению нулевого положения стрелки tO. При

этом фиксируют значение Мк и р по шкале 9, В зависимости от постановки эксперимента, опыт повторяется необходимое число раз при различных значениях Мк, Соответствие значений Мк f (p) по шкале

9 достигается за счет использования упругих свойств испытуемого образца и предварительной тарировки Мк f (p).

Для экспериментальной проверки заявленного устройства было изготовлено два

опытных образца, которые были использованы для проведения лабораторно-практи- ческих работ с учащимися Белоцерковского техникума мясной и молочной промышленности. Проведение лабораторно-практических работ дало оптимальные результаты. По полученным данным опыта (Мк, (р)лс пользуя теоретические зависимости, учащиеся определили знаиение модуля упругости при кручении

G

ДМс L 180

Др Ip п

Проверкой зависимости Мк f (р )под- тверждали закон Гука при кручении (линейная зависимость). Используя материальный инструмент (линейка, штангенциркуль), определяли

y Rv (угловая деформация сдвига). Сопоставляя, проверяли соответствие

т -

Mi

Wn

и г-уG

По нанесенной сетке на поверхность образца наблюдали подтверждение гипотезы Бернулли (гипотеза плоских сечений), Используя дополнительно тензодатчи- ки, можно определить экспериментально главные напряжения при чистом сдвиге

Тмакс - Оз О.

Наличие шкалы позволяет при произвольном нагружении образца в заданных пределах угла закручивания р сразу определить их численное значение независимо от направления крутящего момента Мк Формула изобретения Прибор для демонстрации закона Гука при кручении, содержащий станину размещенный на ней захват предназначенный для консольного крепления полого образца, средство нагружения свободного конца образца крутящей нагрузкой привод и изме0

ритель угла закручивания, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения изгибных деформаций в процессе нагрухения образца, захват вы полней полым, средство нагружения выгог- нено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня с фланцев на торце, предназначенным для жесткого сое динения со свободным концом образца а измеритель угла закручивания установлен на свободном торце стержня

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для демонстрации закона Гука при кручении. «У 11 7 Фиг / Цель изобретения - повышение точности, Прибор содержит станину 1, размещенный на ней захват, предназначенный для кон- сопьного крепления полого образца 2, средство нафужения свободного конца образца крутящей нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания и крутящего момента. Захват выполнен полым, средство погружения выполнено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коакси- ально образцу стержня 4 с фланцем 5 нз торце, предназначенным для жесткого соединения со свободным концом образца 2, а измеритель угла закручивания и момента установлен на свободном торце стержня 4. 3 ил. ел

фиг. 2

Quid