Учебный прибор по сопротивлению материалов Советский патент 1982 года по МПК G09B23/10 

(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к демонстрационным средствам, используемым в учебном процессе, а именно к приборам для изучения сопротивления материалов. Известен учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий основание и вертикально расположенный нагруженый стержень 1 . Недостатком известного прибора является узкий диапазон его использования. Цель изобретения - расширение диапазона ре1наемых задач путем обеспечения демонстрации послекритического состояния стержня. Указанная- цель достигается тем, что прибор, содержащий основание и вертикально расположенный нагруженный стержень, имеет установленные в основании втулки, вертикальные цилиндрические стойки, попарно расположенные по разные стороны стержня и закрепленные одним концом в основании, и дв поперечных стержня круглого сечения, из которых установлен во втулках и жестко соединен с нижним концом нагруженного стержня, а другой жестко связан с его верхним концом. На фиг. 1 изображена схема прибора (до потери устойчивости), фронтальная проекция и в плане; на фиг. 2 - то же. после потери устойчивости, (фронтальная проекция. Учебный прибор содержит вертикальны стержень 1 прямоугольного поперечного сечения, концы кото(Н)го жестко скреплены с поперечными стержнями 2 и 3 круглого сечения. Верхний стержень 2 с разных сторон контактирует с парами вертикальных направляющих, выполненных в ниде круглых стоек 4, жестко закрепленп1лх нижними концами в основании 5. Выстуг|ы основания 5 имеют втулки 6, в которые свободно установлен нижний стержень 3. На верхнем стержне 2 расположены съемные грузы 7. Прибор работает следуюп1им образом. Демонстрируют устойчивое положение равновесия вертикального стержня 1, загруженного съемными грузами 7, вес которых РО меньше критического значения Ркр. При этом стержень 1 остается вертика,тьным. В это же положение он возвращается и после легких горизонтальных толчков, создаваемых демонстратором.

)Я icM демонстрируют гюслекритическое Пяк донне сте|)/кня 1, находящегося под дейстгзием грузов PI, PZ. РП каждый из К торых больше , где п - число этапов загружеиий. Во время демонстраций измеряют сближение стержней 2 и 3.

По ряду значений PJ и At; строят график зависимости этил величин, показывающий, как увеличивается At с ростом PJ

Если материал стержья 1 ЯЕ Ляется идеально упругим, то взаимному касанию стержней 2 и 3, при котором ось стержня 1 становится замкнутой , соответству ет РП 2,16 .

В процессе демонстрации можно наблюдать увеличение кривизны и прогиба среднего сечения изогнутой оси стержня 1.

Познавательная ценность изобретения состоит в том, что предлагаемый прибор позволяет проследить за изменениями очертания изогнутой .оси стержня, загруженного силами F, иревьпнаюнлими критическую на грузку . Послекритическое поведение стержня„может. бь1ть охарактеризовано графикомзависимости сближения концов стержня от величины сжимающей слы Р. Учебный нрибор достаточно комнактен и может

f

/J

использоваться не только в лаборатории, но и f лекционной аудитории.

Формула изобретения

Учебный нрибор по сопротивлению материалов, содержащий основание и вертикально расположенный нагруженный cтepжeнь отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона рещаемых задач путем обеспечения демонстрации послекритического состояния стержня, он имеет установленные в основании втулки, вертикальные цилиндрические стойки, попарно расположенные по разные стороны стержня и закрепленные одним концом в основании, и два поперечных стержня круглого сечения, один из которых уста}Говлен во втулках и жестко соединен с нижним концом нагруженного стержня, а другой жестко связан с его верхним концом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Иванов Н. И. Элементарный учебник сопротивления материалов. М., 1948, с. 189.