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 напряженно-деформированного состояния балки при косом изгибе.

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путём исследования деформаций и напряжений, возникающих при косом изгибе в однапро- летной, двухопорной балке

На фиг 1 изображен прибор, общий вид; на фиг.2 - схема закрепления балки в опорах.

Прибор выполнен следующим образом.

Деформируемый объект представляет собой гибкую стальную балку 1, установленную на двух шарнирных опорах 2 и 3, одна из которых 2 выполнена шарнирно-непод- вижной, а вторая 3 - шарнирно-подвижной с ограничителем 18 поперечного смещения

(фиг 2,6) Опоры представляют собой насадки 4 Они объемные (сменные), представляют собой призмы, одна из граней которых наклонена, и имеют приспособления для крепления на стойках 5 Угол между главными осями поперечного сечения стержня и направлением действия вертикальной нагрузки фиксируется сменными парами насадок 4 У этих насадок (попарно для двух опор) одна из граней изготовлена под определенным углом (30, 45 и 60) Именно на эту наклонную грань и опирается балка Нагру- жение балки производится гирями устанавливаемыми на поддон 7, подвешенный серьге, припаянной к нижней грани балки в среднем ее сечении

Для определения перемещений среднего сечения балки вдоль главных осей в соответствующих направлениях устанавливаются стрелочные индикаторы 8 закрепленные в кронштейнах 9, связанных через пею

Ю

рекладину 10 ео стойкой 11 заделанной на станине б установки Ввиду малого размера балки в одном из направлений к соо-ветст- грани прикреплена лластьпка 14 для контакта с штырем индикатора в процессе деформирования балки Этот индикатор измеряет деформацию вдоль большей из сторон сечения балки. Второй индикатор 8 измеряет деформацию вдоль короткой стороны сечения Для установки индикаторов в требуемом направлении служит регу- лировочный винт 12. Для замера напряжений в верхней крайней точке среднего сечения наклеен тензорезистор 13, подсоединенный к измерителю статических деформаций ИСД или ИЦД (не показан)

Порядок работы на устройстве.

На опоры устанавливается пэра сменных насадок 4 с одинаковыми углами наклонных граней. На насадки 4 устанавливается балка 1 с тензорезйстором 13. Производится балансироо- ка элеюгротензометрических устройств и регулировка индикаторов 8 Через поддон 7 к балке 1 прикладывается вертикальная нагрузка

Индикаторами 8 измеряются деформации балки в направлении главных осей поперечного сечения, а тензорезистором 13 через прибор ИСД фиксируется напряжение. Производится аналитический подсчет напряжений и деформаций и сравнивается с экспериментальными данными

На предлагаемом учебном приборе расхождение экспериментальных и теоретических результатов составляет 5-6%. ч

8

Использование предлагаемого изобретения позволяет количественно оиенит ь достоверность аналитических формул для определения напряжений и деформаций при косом изгибе двухопорной балки

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий основание с опорой, установленную в опоре одним концом горизонтальную балку, средство нагружения балки, состоящее из гиревого подвеса и набора грузов, и средство регистрации деформаций s направлении главных осей сечения балки, состоящее из двух контактирующих с балкой индикаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач гутом исследования деформаций и напряжений, возникающих при косом изгибе s одиопоолечноЛ, двухопор- иой балке, он снабжен размещенной на ос новании дополнительной опорой и установленными в опорах сменными насадками, опорные поверхности которых имеют различные углы наклона к основанию, балка своими концами опирается на насадки, причем один конец балки закреплен шзрнпрнс неподвижно, а другой установлен шарнирно подвижно, при этом на поверхности балки закреплен датчик для замера напряжений, а в зоне подвижного конца балки установлен ограничитель ее поперечного смещения.

Использование, демонстрационные приборы по сопротивлению материалов для расширения диапазона решаемых задач путем исследования деформаций и напряжений, возникающих при косом изгибе в однопролетной двухопорной балке. Сущность изобретения нагружая грузами балку, установленную в бдной подвижной и одной неподвижной опорах, посредством индикаторов часового типа замеряют в исследуемом сечении перемещения, а тензоре- зистором, закрепленным на поверхности балки, замеряют деформации в этом сечении При этом подвижная опора снабжена сменными насадками в виде призм, одна из граней которых, контактирующая с балкой, выполнена под заданным углом к основанию (например, 30, 45 и 60°) Посредством этих насадков и достигается эффект косого изгиба под заданным углом нагружения. 2 ил J5

А

Фиг, 1

Z

4 -5

Фиг 2