Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1993 года по МПК G09B23/06 

СО

с

Назначение: изобретение относится к наглядным учебным пособиям и может быть использовано для демонстрации на лекциях по сопротивлению материалов. Цель изобретения - демонстрация механизма деформирования балки, обусловленного изгибающими моментами. Существо изобретения: новым является то, что учебный прибор выполнен в виде последовательно соединенных блоков, каждый из которых состоит из набора двух равнобедренных треугольников, образованных жесткими стержнями и соединенных в верхних вершинах шарниром, а в вершинах при основаниях - параллельно расположенными двумя предварительно натянутыми пружинами, служащими верхним и нижним поясами балки. В шарнир установлены крюки для навешивания грузов, деформирующих балку, что позволяет наблюдать перемещение ее элементов. 4 ил.

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации на лекциях по сопротивлению материалов.

Известен учебный прибор по сопротивлению материалов, выполненный в виде шарнирной рамы, имеющей расположенные по ее диагонали скрещивающиеся стержни.

Недостатком является то, что он не представляет собой модель балки, крайние его элементы выполнены из жестких стержней, а диагональные элементы соединены жестко, что исключает возможность взаимного поворота противоположных сторон шарнирной рамы.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации механизма деформирования балки, обусловленного изолированным влиянием изгибающих моментов на прогибы.

На.фиг.1 дан общий вид прибора; на фиг.2 - блок прибора при сборке; на фиг.З - то же, после сборки; на фиг.4 - то же, в деформированном состоянии.

Учебный прибор содержит основание 1 в виде П-образной рамы, к которой прикреплена балка, состоящая из блоков; образованных жесткими стержнями 2, шарниров 3 и предварительно одинаково натянутых пружин 4. В нижних узлах балки имеются крюки 5 для грузов, направляющие 6 и нить 7.

Балка заключена между двумя направляющими 6, представляющими собой прозрачные пластины, прикрепленные к стойкам П-образной рамы по обе стороны от балки. По оси балки к шарнирам 3 прикреплена нить 7.

XI

чэ

XI

юА

±

со

Учебный прибор работает следующим образом. При навешивании грузов на крюки 5 верхние пружины удлиняются, а нижние укорачиваются. При этом точки оси балки получают поступательные перемещения - прогибы, а поперечные сечения (вертикальные элемент блоков балки)-угловые перемещения. В приборе достаточно иметь 3-4 последовательно соединенных блока.:

Демонстрация на учебном приборе про- изводится в следующей последовательности. .

Вначале демонстрируется деформированное состояние балки под действием собственного веса. Перемещения от собственного веса незначительны, что наблюдается при сопоставлении положений контуров блоков и оси балки, наблюдаемых на приборе и вычерченных на прозрачных направляющих 6. Затем к крюкам 5 подве- шиваются грузы. При этом за счет удлинения верхних и укорочения нижних пружин 4 наблюдается взаимный поворот треугольников из жестких стержней 2 относительно шарнировЗ. Балка при этом изгибается::том- ки ее оси получают вертикальные перемеФормула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий шарнирную раму и связанные с ее вершинами диагональные стержни, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации механизма деформирования балки/обусловленного изощения (прогибы), а поперечные сечения ее поворачиваются. В балке по мере удаления отточки закрепления наблюдается увеличение прогибов и углов поворота поперечных сечений.

Для предотвращения потери устойчивости нижнего пояса предварительно натяжение пружин должно быть таким, чтобы при максимальных грузах на балку укорочение пружин нижнего пояса было меньше предварительного натяжения. Для сохранения плоской формы изгиба балка заключена между двумя прозрачными пластинами 6. Для удобства регистрации перемещений на поверхности пластины расчерчена прямо-, угольная сетка, соответствующая контурам блоков до деформации, а также оси балки. На приборе ось балки обозначена нитью 7, прикрепленной к шарнирам 3.

Учебный прибор по сопротивлению ма- териалов надежен в эксплуатации, компактен, удобен для использования на лекциях, способствует увеличению наглядности, не требует дополнительных измерительных приборов.

лированным влиянием изгибающих моментов на прогибы, он имеет дополнительные шарнирные рамы, все рамы последовательно соединены между собой в балку, горизонтальные элементы каждой балки выполнены в виде одинаково предварительно натянутых пружин, а диагональные стержни каждой рамы выполнены жесткими и шарнирно соединены между собой..

Фие.1

Фиг.1

фиг.З

ФигЛ