Учебный прибор по строительной механике

Учебный прибор по строительной механике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам по строительной механике и сопротивлению материалов и позволяет исследовать влияние локальных динамических нагрузок на устойчивость оболочки. Прибор содержит стойку 2 и шаровую опору 3, в которой установлены нижнее 4 и верхнее 5 зажимные устройства. Средство нагружения состоит из рычага 6 с грузом 7 и противовесом 29, связанного шаровой опорой 8 с верхним зажимным устройством, и ограничителя 9 перемещений рычага. Прибор имеет также оболочку 10, толкатель 11, источник 12 давления с вакуум-насосом, связанный магистралями 14 с полостью оболочки. Оболочку устанавливают в шаровых опорах и прикладывают к ней осевую сжимающую силу посредством груза. Затем воздействуют на оболочку внешним (внутренним) избыточным давлением. После этого перемещают шток толкателя до контакта с оболочкой и создают на нее статическую локальную нагрузку и по достижении заданного давления закрывают электропневмоклапан. Для создания локальной динамической нагрузки соединяют источник 15 давления с электропневмоклапаном и открывают его, в результате чего давление, импульсивно воздействуя на поршень толкателя со штоком, создает динамический импульс на оболочку. Изменяя величину осевой нагрузки оболочки, избыточное давление, а также величину и точку приложения локальной динамической нагрузки, исследуют различные случаи потери устойчивости оболочки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

67 А1 (51) 5 С 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ч А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П-(НТ СССР (21) 4320660/31-12 !

22) 26 10.87 . 46) 07,06.90, Бюл. № 21 .72) А.А.Чернов и Н.М.Костин (53) 371.66/67(088.8) . :"6) Авторское свидетельство СССР

1290395, кл. С 09 В 23/06, 1987. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ

ИЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по строительной механике и сопротивлению матер алов и позволяет исследовать влияние локальных динамических нагрузок на устойчивость оболочки. Прибор содержит стойку 2 и шаровую опору 3, в ко торой установлены нижнее 4 и верхнее

5 зажимные устройства. Средство нагружения состоит из рычага 6 с rpy1569867

15 зом 7 и противовесом 29, связанного

I щаровой опорой 8 с верхним эажимным устройством, и ограничителя 9 переМещений рычага. Прибор имеет также оболочку 10, толкатель 11, источник

12 давления.с вакуум-насосом, связанный магистралями 14 с полостью оболочки. Оболочку устанавливают в шаровых опорах и прикладывают к ней осевую сжимающую силу посредством груза. Затем воздействуют на обоЛочку внешним (внутренним) избыточным давлением. После этого перемещают шток толкателя до контакта с оболочкой и создают на нее статиЧескую локальную нагрузку и по доИзобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении в курсах строительной механики и сопротивления материалов устойчивости оболочек вращения под действием внешних сил, Цель изобретения — расширение ди30

4пазона решаемых задач путем демонСтрации влияния локальных динамиче.«;их нагрузок на устойчивость оболочки.

На фиг,1 дан прибор, общий вид; на фиг.2 — узел I на фиг.1;на фиг.3

35 схема пульта управления.

Прибор содержит размещенные на основании 1 стойку 2 и шаровую опору 3, в которой установлено нижнее эалимное устройств< 4, верхнее заьымное устройство 5, средство нагружения, состоящее из установленного на стойке 2 рычага 6 с грузом 7,связанного шаровой опорой 8 с верхним

=:яжкчным устройством 5, и размещенно..; на основании 1 ограничителя 9 перемещений рычага 6, деформируемый объект в виде оболочки 10 вращения, размещенной между зажимными устройствами, толкатель 11, установленный на стойке 2 с возможностью перемещения, источик 12 давления с вакуумнасосом и пультом 13 управления, связанный магистралями 14 с внутренней полостью оболочки 10, и дополнитель55 ный источник 15 давления с электропневмоклапаном 16, связанным с пуль том 13 управления и толкателем 11, стижении заданного давления закрывают электропневмоклапан. Для создания локальной динамической нагрузки соединяют источник 15 давления с электропневмоклапаном и открывают его, в результате чего давление,импульсивно воздействуя на поршень толкателя со штоком, создает динамический импульс на оболочку. Изменяя величину осевой нагрузки оболочки, избыточное давление, а также величину и точку приложения локальной динамической нагрузки, исследуют различные случаи потери устойчивости оболочки, 3 ил.

Толкатель 11 состоит иэ полого корпуса 17 и размещенных в нем поршня 18 и штока 19, контактирующего с боковой поверхностью оболочки 10.

Пульт управления 13 состоит иэ источника 20 питания, ключей 21 и 22, вентилей 23 и 24, трехпозиционных кранов 25 и 26, вакуумметра 27 и манометра 28. Кроме этого, на рычаге

6 установлен противовес 29, а перемещение и фиксирование толкателя 11 по стойке 2 осуществляется посредством ходовой 30 и стопорной 31 гаек.

Прибор работает следующим образом.

Перед началом проведения опыта закрепляют оболочку 10 в эажимных устройствах 4 и 5 и устанавливают в шаровые опоры 3 и 8, обеспечивая тем самым передачу на оболочку 10 только осевой нагрузки. Затем устанавливают высоту ограничителя 9 такой, чтобы груз 7 воздействовал на оболочку

10 только до момента потери оболочкой. устойчивости, уравновешивают рычаг 6 противовесом 29 и задают уровень осевого сжатия .оболочки 10 пу. ем установки на рычаг 6 соответствующего груза 7. После этого воздействуют на оболочку 10 внешним избыточным давлением, которое создается путем понижения давления в полости оболочки посредством откачки из нее воздуха вакуум-нососом по магистралям 14, при этом напряжение на вакуум-насос подается с пульта

13 управления от источника 20 пита5,1 56 ния через ключ 21. Затем отключают вакуум-насос и, открывая вентиль 23, сообщают между собой источник 12 давления и внутреннюю полость оболочки

10, контролируя давление при этом по вакуумметру 27. После этого устанавливают на заданной высоте толкатель 11, выдвигают, например, рукой шток 19 до контакта его с боковой поверхностью оболочки 10. Подавая от дополнительного источника 15 давления давление в полость толкателя

11, перемещают шток 19 до контакта с оболочкой 10 и создают статическую локальную нагрузку на оболочку 10, уровень которой контролируют по манометру 28, при этом источник 15 давления связан с полостью толкателя 11 через кран 26, вентиль 24 и открытый эпектропневмоклапан 16, Зная площадь поршня 18, давление, контролируемое по манометру 28, определяют величину локальной силы, действующей на боковую поверхность оболочки 1О. По достижении в полости толкателя заданного статического давления закрывают злектропневмоклапан 16 ключом 22, Для создания локальной динамической нагрузки открывают вентиль 24, соединяя тем самым источник 15 давления с электропневмоклапаном 16. Затем ключом 22 открывают электропневмоклапан 16, в результате чего давление от источника 15 давления в виде импульса поступает в полость толкателя 11 и, импульсивно воздействуя на поршень 18 со штоком 19, создает силовой (динамический) импульс на оболочку 10. Многократно подавая импульсы от источника 15 давления в толкатель 11, добиваются потери устойчивости оболочки 10.

Изменяя величину осевой нагрузки оболочки 10 путем установки различных грузов 7, внешнее (внутреннее) избыточное давление путем откачки (подачи) воздуха из оболочки, а также ве9867 личину и точку приложения локальной динамической нагрузки путем создания различных по мощности импульсов от

5 источника 15 давления и перемещения толкателя 11 по высоте стойки 2, исследуют различные случаи потери устойчивости оболочки от воздействующих на нее внешних факторов.

Применение изобретения позволяет в лекционных демонстрациях исследовать влияние. локальных динамических нагрузок на устойчивость оболочки. формула из обре те::"и

Учебный прибор по строительной механике, содержащий размещенные на основании нижнее зажимное устройст20 во и стойку, верхнее зажимное устройство, средство нагружения, состо" ящее из установленного на стойке рычага с грузом, связанного с верхним зажимным устройством, и размещенно25 го на основании ограничителя перемещений рычага, деформируемый объект в виде оболочки вращения, размещенной между зажимными устройствами, толкатель, установленный на стойке с возможностью перемещения, и источник давления с пультом управления, связанный магистралями с внутренней полостью оболочки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач

35 путем демонстрации влияния локальных динамических нагрузок на устойчивость оболочки, он снабжен шаровыми опорами, размещенными между верхним

4О зажимным устрОнстВОм и рычаГОм и между нижним зажимным устройством и основанием, дополнительным источником давления с электропневмоклапаном, связанным с пультом управле—

45 ния и тОлкателем KoTopblA сОстОит из полого корпуса и размещенных в нем поршня и штока, контактирующего с боковой поверхностью оболочки.

1569867

Ðèã.2 д апжосреру

Составитель P.Óæâèé

4С

Редактор Л,Зайцева Техред N.Äèäüíñ; Корректор И.Иуска

Заказ 1452 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101