Учебный прибор по сопротивлению материалов

Учебный прибор по сопротивлению материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и может быть использовано в учебном процессе. Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей учебного прибора. Учебный прибор содержит модель нагружаемого элемента со смотровым окном, продольными прорезями и изображением сетки эпюры напряжений и средство для демонстрации изменения эпюры напряжений, включающие секторную и прямоугольную пластины. Прямоугольная пластина упруго связана с моделью и снабжена центральной нагружающей тягой, несущей шарнирно закрепленный поперечный стержень. На оси секторной пластины жестко закреплен второй поперечный стержень, упруго связанный с моделью. Поперечные стержни связаны между собой посредством телескопических тяг. Все тяги снабжены стрелками-векторами нагружающих сил. 7 ил.

< ОК)З ГОЕ1Г1ГКИХ (:0(Еил 1и<. ти 1Г ских

РFГПУЕ ПИК (@11 G 09 В 23/06

ГОСУ/1ле с е е1Г н1 111Й KoMUlTF т

f10 изОГ 1 ет Г(1иям и Откры Гиям

Гl и И Г V. l l т (. (; C P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о! 1

М (Л (Л (21) 4666998/12 (22) 27.03.89 (46) 23.08.91. Бюл. ¹ 31 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Г.Л.Голубицкий и М.Ф.Пашкевич (53) 371.661.76 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11229977009955, кл. G 09 В 23/06, 1985. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и может быть использовано в учебном процессе, Целью изобретения является расширение демонстрационных возИзобретение относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и позволяет демонстрировать формы эпюр напряжений, возникающих в поперечном сечении внецентренно нагруженной модели плоского стержня, при действии осевого растягивающего усилия и изгибающего момента, Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей.

На фиг. 1 приведена схема учебного прибора в ненагруженном состоянии; на фиг. 2 — то же, при нагружении элемента одной осевой силой Р; на фиг. 3 и 4 — то же, при нагружении элемента осевой силой P u моментами, равными PX и 2РХР, соответственно: на фиг. 5 — прибор, вид сзади; на фиг.

6 и 7 — сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.

Учебный прибор по сопротивлению материалов состоит из модели 1 нагружаемого

SU,» 1672515 А1 можностей учебного прибора. Учебный прибор содержит модель11агружаемого элемента со смотровым окном, продольными прорезями и изображе1 ием сетки эпюры напряжений и средство для демонстрации изменения эпюры iI;lпряже> ий включающие секторную и прямоугольную пластины.

Прямоугольная плас1ина упруго связана с моделью и снабжена центральной 11агружающей тягой, несущей шарнирно закрепленный поперечныи с гержень. На оси секторной пластины жестко закреплен второй поперечный стержень. упруго связанный с моделью, Поперся>1ые стержни связаны между собой посредствол1 телегкопических тяг, Все тяги снабжены стрелками-векторами нагружающих сил. 7 ил. элемента со смотровым окном 2 и изображением 3 сетки эпюры и средства для дгмонстрации изменения эпюры напряжений при изменении точек приложения нагрузки, включающее расположенные по разные стороны модели 1 прямоугольную 4 и секторную 5 пластины с изображением 6 направления изгибающего л1омента. Причем первая установлена с возможностью возвратно-поступательного движения, а в1орая с возможностью поворота вокруг оси 7 относительно модели 1.

Прямоугольная пластина 4 упруго связана с моделью 1 пружиной 8 и снабжена центральной нагружающей тягой 9, несущей шарнирно закрепленный на поводке

10, размещенном в центральной прорези 11 модели 1, поперечный стержень 12, расположенный на лицевой стороне модели 1. На оси 7 секторной пластины 5 закреплен вто1 и««ии р. . «>,!«< .терже><ь 13 уи<>уго < вя з;<><ныи г м<>дг и>-н) 1 иружинои 1 1 . тор»<и 12 и 13 шарнирно слтязаны между сюбой подпружиненными телескопи чески<ли тягами 15 и 16 с поводками 17. котор>.<е пере>леща>отся в продольных прорезях 18 21 модели. Все тяги 9, 15 и 16 распопожень< с. обратной cTopol ружения и дпя су>лмарной эпк)ры внеце <ия. а также изображены нулевые линии 25 2 7 оп>пр, Эиюры образуются э гими нулевыми линиями и верхним краем иря !»>,ной пластины 4 и п!< ðæí><ìè 13 и 12 соот ветс.твенно.

Прибор работает следующим образом.

Для демонстрации эиюры напряжений

or дейс гвия neer>oro растягиваю щего усилия

><оспеднее прикладывают к свободно>лу концу центральной тяги 9 (фиг. 2j, которая перемещает пластину 4 и поперечный стержень 12 на одинаковую величину, равную длине прорези 11, B результате этого перемещения из-за модели появляется изображение стрелки-вектора 22, соответс>вующее величине прикладываемои нагрузки, а пластина 4 открывает часть изображения 3 эпюры напряжений, соответству<ощей величине нагрузки, равной единице ио шкале напряжений, При этом эп >оры на>тря ке><ий, образован ные нулевой пинией 25 и верхним краем г<ластины 4 и нулевой ли юей 27 и стержнем 17, доказывают то поло;кение центрального растяже ния, что в любом поперечном сечении стержня нормальные напряжения одинаковы, Для демонстрации явления внецентренного растяжения растягивающее усилие прикладываюг еще и к тяге 15 (фиг. 3). расположенной на расстоянии Хр от центральной тяги 9, Тяга 15 посредством поводков 17 поворачивает стержень 13 вместе с сектором 5, и стержень 12 на одинаковые углы. оиределяел ые длинами прорезей 18 и 19, При эгом в смогровом окне 2 появляется изобра>кение стрелки 6, указь<вающей на правле><и» изгибающе< о моме>«;< и характеризующей г,воеи длиной е< о величину М -.

=- P X>-. B нижней части модели 1 ири этом появляется изображение ст репки-век>ора

23, соответствующего величине ирипо>кенной растя<ивающеи нагрузки Р.:Зп>ору наи ряж э ний г) г дейс гвия и -ir«6a>o! >< ro мол<сига r< этом <.,пу <ае н«о> к>даю, ме.кдi пупс Б(>!1 л<>>!>!е>>, > : и Г Ге и>к >< .л< 13 r>t- и,< а наиряже«ий. <.о>)твегсгвую<цая этому >ломенту, изображается на шкапе напряжений ордина той. равнои единице. Суммарная эпюра напряжений изобэражает я нулевой

5 линией 27 и стержнем 12. Далее поясняют слушателям, <то ири увеличении координаты Х точки приложения силы Р будет увеличивагься только изгибак)щий момент, а, следовательно, будут увеличиваться напря10 жения от этого момента в соответствии с формулой: о =- — +- - -- - X, р

F где Xp -- координата точки приложения си15 пы;

X - координата точки, в которой определяется напряжение; момент инерции сечения, F — площадь поперечного сечения.

20 Для подтверждения сказанного прикладывают си, р к тяге 16(фиг. 4), расположенной на оассгоянии 2хр от тяги 9. При этом тяга 16 посредством поводков 17 поворачивает стержни 13 и 12 на одинаковые углы, 25 характеризуемые длинами прорезей 20 и 21.

В смотровом окне 12 в этом случае появляется увеличенное иэображение стрелки 6, характеризующее величину момента, возросшего в два раза. В нижней части модели

30 появляется иэображение стрелки-вектора

24, величина которой соответствует величине прикпадываемой нагрузки P. При этом величина напряжения, соответствующая этому моменту, изображается на шкале на35 иряжений ординатой, равной двум, Форма и величина суммарной эпюры напряжений изображается нулевой линией 27 и стержнем 12. При этом на эпюре видны эона растяжения и зона сжатия, 40 Таким образом, рассмотренный учебный прибор по сопротивлению материалов позволяет демонстрировать равенство нормальных напряжений во всех поперечных сечениях центрального растянутого стерж45 ня и изменение характера эпюр и величин нормальных напряжений при внецентренном растяжении стержня при изменении величин растягивающих нагрузок и изгибающих моментов.

50 Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов. содер>кащий модель нагружаемого элемента со смотровым окном и изображениел< на ее поверхности сетки

55 эпюры ><апря>кен и и средство дпя демонстрации изменения эпюры напряжений при изменении точек приложения нагрузки, вклк)ча>ощее расположенные по разные стороны моде пластины, причем первая установлена с возможносгьн> возвра>»о r>ncryr>ari.льного движения, а вторая с возможностьк> поворота вокруг оси относительно модели, при этом на секторной пласги»е нанесено изображение направления изгибающе>о момента, отличающийся тем, «ro, с целью расширения демонстрационных возможностей, модель имеет продольные прорези различной длины с размещенными в них поводками, прямоугольная пластина упруго связана с моделью и снабжена центральной нагружающей тя ой, расположенной с тыльной стороны модели и несущей шарнирно закрепленный на поводке, разме>це»нем в центральной прорези модели, перль>и поперечный стержень, расположенныи на лицевой стороне модели и снабженнь>и продольными нагружающими

5 телескопическими тя>ами. расположенными г. тыльной стороны модели, параллельными центральной тяги, при этом на оси секторной пластины, на лицевой стороне модели жестко закреплен второй попе10 ре«ный стержень, упруго связанный с моделью и телескопическими тягами, причем последние соединены с поводками, расположенными в прорезях модели, и на всех тягах жестко закреплены стрелки-векторы

15 нагружающих сил.

Due. 2

16 i 1 э

Фиг. З

Фиг.4

Фиг.б

Фиг. 5

Фиг, 7

Со<-тавитель М.Коноваленко

Редактор В.Бугренкова Текред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 2844 Тираж 280 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5

2З