Учебный прибор по сопротивлению материалов

Учебный прибор по сопротивлению материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет расширить дидактические возможности за счет демонстрации потери устойч ивости стержня под действием растягивающей нагрузки, линия действия которой остается неизменной. Прибор содержит установленный на основании 1 П-образный кронштейн 2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальный стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружаю цим устройством, состоящим из платформы 5, установленных симметрично относительно стержня 4 двух роликов 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9 с втулкой 10, в которой установлен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеет « -, средство для подвешивания груза 12. При навешивании на шток 11 различных по массе грузов 12, демонстрируют устойчивое и неустойчивое равновесия прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки. При этом груз, воздействуя через шток 11, скобу 8, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем растягиваюш:ие натяжения. При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается в сторону, в результате чего ролики 7, перекатываясь по платформе 5, вместе со штоком 11 перемещаются вниз по втулке 10. В случае, когда масса груза 12 меньше критической силы, отклоненньй от равновесного положения стержень 4 после его отпускания возвратится в исходное состояние, что свидетельствует о нахождении стержня в устойчивом равновесном положении. При массе груза 12, превышающей критическую силу, незначительное воздействие на систему внешней возмущающей силы приводит к потере стержнем устойчивости , о чем свидетельствует его искривление, т.е. демонстрируют неус - тойчивое равновесие прямолинейной формы стержня. 3 ил. ,3 а В Л «м«з

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 151)4 G 09 В 23 06

ИСВ."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4.174710/31-12 (22) 05.01.87 (46) 15.08,88. Бюл. Ф 30 (71) Одесский инженерно-строительный институт (72) Ю.М.Бардаков (53) 371.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 10292 18, кл.. G 09 В 23/06, 1981. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет расширить дидактические возможности за счет демонстрации потери устойчивости стержня под действием растя" гивающей нагрузки, линия действия которой остается неизменной. Прибор содержит установленный на основании 1

П-образный кронштейн 2, к перекладине

3 которого прикреплен верхним концом вертикальный стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружающим устройством, состоящим из платформы

5, установленных симметрично относительно стержня 4 двух роликов 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9 с втулкой 10, в которой установлен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеет средство для подвешивания груза 12.

При навешивании на шток 11 различных по массе грузов 12, демонстрируют устойчивое и неустойчивое равновесия прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки. При этом груз, воздействуя через шток 11, скобу 8, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем растягивающие натяжения. При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается в сторону, в результате чего ролики

7, перекатываясь по платформе 5, вместе со штоком 11 перемещаются вниз по втулке 10. В случае, когда масса груза 12 меньше критической силы, отклоненный от равновесного положения стержень 4 после его отпускания возвратится в исходное состояние, что свидетельствует о нахождении стержня в устойчивом равновесном положении.

При массе груза 12, превышающей критическую силу, незначительное воздействие на систему внешней возмущающей силы приводит к потере стержнем устойчивости, о чем свидетельствует его искривление, т.е. демонстрируют неус тойчивое равновесие прямолинейной формы стержня. 3 ил.

1417028

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть исполь зовано, например, при изучении курсов сопротивления материалов и строительной механики.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей при демонстрации потери устойчивости стержнем под действием растягивающей

1О нагрузки, линия действия которой остается неизменной.

На фиг.1 представлен прибор, общий вид, на фиг.2 — то же, поперечный разрез; на фиг.3 - прибор в рабочем состоянии (после потери стержнем устойчивости).

Прибор содержит основание 1, на котором установлен П-образный кронштейн

2, к перекладине 3 которого прикреплен верхним концом вертикальный стержень 4, нижний конец стержня жестко связан с нагружающим устройством, состоящим из платформы 5 с выполненными в ней направляющими б, в которых установлены симметрично относительно стержня 4 два ролика 7, связанных между собой скобой 8, перекладины 9, закрепленной на кронштейне

2 под стержнем 4, в перекладине 9 имеется втулка 10, в которой установ- 3 лен шток 11, один конец которого соединен со скобой 8, а другой имеет средство для навешивания груза 12.

Кроме того, в нижней части скобы

8 установлена игла 13, проходящая 35 через отверстие в пластине 14, прикрепленной к перекладине 9, и служащая для предотвращения вращения скобы 8 при проведении опытов.

Прибор работает следующим образом. 40

Вначале демонстрируют устойчивое равновесие прямолинейной формы стержня под действием растягивающей нагрузки, которая меньше по величине, чем критическая сила. Для этого на 45 шток 11 навешивают груз 12, масса которого меньше критической нагрузки.

Груз, воздействуя через шток 11, скобу 8, ролики 7 и платформу 5 на стержень 4, создает в последнем рас- 50 тягиваксцие натяжения.

При отклонении стержня 4 от равновесного положения платформа 5 наклоняется и смещается сторону, в результате чего ролики 7, перекатываясь по направляющим б, вместе со штоком 11 перемещаются по втулке 10 вниз. Отпуская стержень 4, демонстрируют, что данное нагруженное состоястержня соответствует его устойчивому положению равновесия, о чем свидетельствует возвращение системы в исходное положение.

При навешивании на шток 11 груза

12, масса которого превышает критическчю силу, демонстрируют неустойчивое равновесие прямолинейной формы стержня 4. В этом случае при незначительном воздействии на систему внешней возмущающей силы стержень теряет устойчивость, о чем свидетельствует его искривление. Увеличивая массу груза 12, демонстрируют увеличение прогиба стержня 4, а уменьшая груз — уменьшение прогиба стержня 4 и возврат системы в исходное состояние, т.е, демонстрируют зависимость упругой линии стержня от действующей на него растягнвающей нагрузки.

Прибор позволяет также демонстрировать влияние на систему различных растягивающих нагрузок, линии действия которых не фиксированы и не совпадают с осью испьггуемого стержня, путем установки на платформу 5 различных грузов.

При симметричном расположении одинаковых грузов по отношению к стер" жню 4 нагрузка будет стабилизирующей и критическая сила в данном случае увеличивается. В остальных случаях нагрузка будет оказывать дестабилизирующее воздействие на систему и критическая сила будет уменьшаться.

Применение предлагаемого прибора позволит расширить дидактические возможности при изучении потери устойчивости стержнем под действием растягивающей нагрузки.

Формула и э о б р е т е н и я

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий закрепленный верхним концом на кронштейне вертикальный стержень и нагружающее устройство с грузом, связанное с нижним концом стержня, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации потери устойчивости стержня под действием растягивающей нагрузки, нагружавшее устройство имеет жестко связанную с нижним концом стержня платформу, расположенные на ней симметрично относительно стержня ролики, связывающую ролики скобу, пеСоставитель П.Сердечнов

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор А.Маковская

Заказ 40б9/49 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з,1 4 17028

4 рекладину, расположенную на кронштей- конец которого соединен со скобой а ь не под стержнем, имеющую втулку и другой имеет средство для навешиваустановленньй1 во втулке шток, один ния груза.

1 I