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

Изобретение относится к учебным приборам по сопротивлению материалов и может быть использовано на лекциях в учебном процессе для изучения характера деформаций кручения круглых стержней при введении расчетных гипотез.

Известен прибор, демонстрирующий деформацию кручения стержней. Деформируемый объект моделируется набором параллельных стержней, закрепленных между подвижным и неподвижным дисками. Между дисками помещен Г-образный рычаг, используемый для визуального наблюдения характера деформирования. Его длинное плечо параллельно оси дисков, а короткое - радиусу поворотного диска. Прибор позволяет демонстрировать углы сдвига и закручивания. Он может служить аналогом устройства заявляемого нами,

Наиболее близким к предлагаемому является прибор, содержащий модель деформируемого тела в виде отдельных прямолинейных стержней.

Однако закреплены они в одном из дисков (неподвижном) шарнирно неподвижно,

а в другом (поворотном, осуществляющем приложение закручивающего момента) - шарнирно-подвижно, что правильнее отвечает действительной работе продольных волокон закручиваемого стержня, которые эти стержни имитируют. Введены, так же, до-г полнительные диски, имитирующие поперечные сечения. Однако, и этот прибор позволяет демонстрировать только углы сдвига и закручивания.

Целью изобретения является повышение наглядности при демонстрации в динамике гипотезы прямых радиусов при закручивании осесимметричных стержней.

Указанная цель достигается за счет прозрачного поворотного диска 4, размещенных между ним и основанием 1 гибких нитей 5, символизирующих круглый стержень, с имитаторами точек б, выполненных в виде окрашенных узлов. При повороте диска гибкие нити отклоняются на разные углы, имитаторы остаются на одном и том же диаметре, что подтверждает гипотезу прямых радиусов при закручивании осесимметричных стержней.

На чертеже представлен учебный прибор.

Прибор смонтирован на основании 1 и состоит из стойки 2, закрепленной в основании 1 посредством болта с шайбой. На свободном конце стойки 2 барашковым болтом 3 закреплен диск А, выполненный из прозрачного материала (оргстекла). Между основанием и прозрачным диском натянуты гибкие нити 5 так. что они образуют диаметральную плоскость повторяющимися имитаторами точек 6 на разных уровнях. Таким образом представлена модель скручиваемого стержня.

Работа прибора заключается в следующем.

Ослабив болт 3, поворачивают диск 4. При этом гибкие нити 5 отклоняются на некоторый угол. Имитаторы 6 смещаются при этом, но остаются на одном и том же диаметре. После поворота прибора к наблюдателю через прозрачный диск видно, что наплывы остаются на одной прямой после закручивания модели, что позволяет иллюстрировать достоверность гипотезы прямых радиусов.

4 J

Прибор применяется как демонстрационный на лекциях по дисциплине Сопротивление материалов в училище. Он позволяет повысить наглядность при введе- нии расчетных гипотез свободного кручения.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов. содержащий модель сечения деформируемого тела, состоящую из закрепленных одними концами на основании прямолинейных элементов, и средство приложения крутящего момента, представляющее собой поворотный диск, связанный со свободными концами прямолинейных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности, он имеет установленную на основании вертикальную

стойку, прямолинейные элементы выполнены в виде эластичных нитей с имитаторами точек, а поворотный диск выполнен из прозрачного материала и установлен на стойке с возможностью фиксации в заданном положении.

Использование; для изучения характера деформаций кручения круглых стержней. Сущность изобретения: прибор состоит из основания, на котором установлена стойка На стойке с возможностью фиксации в заданном положении установлен поворотный диск из прозрачного материала. Между основанием и диском расположены эластичные нити с имитаторами точек. 1 ил.

б- 2