Динамическая модель по сопротивлению материалов

 

1. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ. ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ, содержащая шарнирно связанный концами с подвютИой и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособ ление с грузом, отличающаяЬ с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем обеспечения демонстрации влияния силы инерции на степень продольной устойчивости стержня, нагружающее приспособление состоит из расположенного перпендикулярно к стержню приводного вала, имеющего диаметрально расположенное отверстие, установленного в отверстии вала хвостовика, связанного с подвижной опорой, и двух соосных со стержнем телескопически расположенных рамок, одна из которых соединена с неподвижной опорой и валом, а другая - с хвостовиком, при этом груз установлен на последней рамке. fci ХХ . XXX э г/у --vv /v

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19у 01) I

4р11 С 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИ 1 (21) 3697317/28-12 (22) 06.02.84 (46) 28.02 ° 85. Бюл. № 8 (72) Я.Л.Нудельман,Б.Д.Литовчин и М.С.Соколов (71) Одесский институт инженеров морского флота (53) 371.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 681974, кл. G 09 В 23/06, 1978. (54) (57) 1. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ПО

СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ, содержащая шарнирно связанный концами с подв vaной и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособление с грузом, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем обеспечения демонстрации влияния силы инерции на степень продольной устойчивости стержня, нагружающее приспособление состоит из расположенного перпендикулярно к стержню приводного вала, имеющего диаметрально расположенное отверстие, установленного в отверстии вала хвостовика, связанного с подвижной опорой, и двух соосных со стержнем телескопически расположенных рамок, одна иэ которых соединена с неподвижной опорой и валом, а другая — с хвостовиком, при этом груз установлен на последней рамке.

1142857

30

2. Динамическая модель по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет средство для сигнализации

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям и предназначено для демонстрации влияния инерционных сил на степень упругой устойчивости стержня, а также для демонстрации положения динамики о реальности силы инерции точки как силы, которую точка прилагает к наложенным на нее связям.

Известна динамическая модель по сопротивлению материалов, содержащая шарнирно связанный концами с подвижной и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособление с грузом.

Недостаток известной модели проявляется в том, что она не дает возможности демонстрировать влияние сил инерции на степень упругой устойчивости стержня, так как не позволяет демонстрировать известного положения

1 динамики о реальности силы инерции точки как силы которую точка прила1 гает к.наложенным на нее связям.

Целью изобретения является расши25 рение диапазона решаемых задач путем обеспечения демонстрации влияния силы инерции на степень продольной устойчивости стержня.

Эта цель достигается тем, что в динамической модели, содержащей шарнирно связанный концами с подвижной и неподвижной опорами вертикальный стержень и нагружающее приспособ ление с грузом, нагружающее приспо- 35 собление состоит из расположенного перпендикулярно к стержню приводного вала, имеющего диаметрально расположенное отверстие, установленного в отверстии вала хвостовика, связанного с подвижной опорой, и двух соосных со стержнем телескопически расположенных рамок, одна иэ которых соединена с неподвижной опорой и валом, а другая — с хвостовиком, 45 при этом груз установлен на последней рамке. потери устойчивости стержня, имеющее сигнальную лампу, контакт которой установлен на хвостовике. Модель имеет средство для сигнализации потери устойчивости стержня, имеющее сигнальную лампу,.контакт которой установлен на хвостовике.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство °

Динамическая модель содержит стержень 1, шарнирно связанный концами с неподвижной опорой 2 и подвижной опорой 3. Ось А вала 4 и ось В стержня 1 пересекаются под прямым углом.

Со стержнем 1 соосны телескопически расположенные рамки 5 и 6. Рамка 5 жестко прикреплена к валу 4 и образует непопвижную опору 2 стержня 1.

Рамка 6 присоединена к подвижной опоре 3 и имеет съемный груз 7. Хвостовик 8 соединен с подвижной опорой и введен в направляющее диаметральное отверстие вала 4. Хвостовик 8 соприкасается с контактом 9 средства для сигнализации потери устойчивости, стержня с лампой 10. Вал с установленным в нем хвостовиком и рамками составляют нагружающее приспособление.

Динамическая модель работает следующим образом.

Не приводя вал 4 во вращение, насаживают на хвостовик 8 подвижной опоры 3 грузы до тех пор, пока стержень 1 не потеряет устойчивость.

Обращают внимание аудитории на то, что искривление стержня произошло при достаточно большом грузе и при этом зажглась лампа 10. Затем, освобождая модель от указанных грузов, прикрепляют небольшой груз 7 к рамке 6. При этом стержень 1 устойчивости не теряет — его ось остается прямой и лампа 10 не зажигается.

Затем приводят вал 4 модели в равномерное вращение (например, ручным приводом). При этом загорается лампа, что свидетельствует о потере устойчивости стержня 1. Поясняют, что небольшой груз 7, который при

Составитель P.Óæâèé

Редактор С.Тимохина Техред С.Легеэа Корректор Е.Сирохман

Заказ 742/43 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 з 1142 статическом воздействии на стержень не. приводил к потере устойчивости последнего, теперь, приобретая нормальное ускорение, направленное к оси вала, прилагает через рамку 6 к стержню 1 свою силу инерции, направленную от оси вала и, значит, сжимающую стержень. Поэтому, хоть ,,масса груза 7 невелика, его сила инерции достаточна для потери устой- 10 чивости стержня 1. Пока вращают вал, лампа горит непрерывно. Это значит, что стержень 1 искривлен и тогда, когда располагается над осью вала.

Но в таком положении стержня груз 7 не сжимает, а растягивает стержень и сила тяжести груза не способствует, а противодействует потере устойчивости стержня. Наконец, освобождая модель и от малого груза 7, снова

857 4 приводят вал во вращение. Лампа при этом не зажигается и это исключает возможность возникновения представления о том, что не искривление оси стержня 1, а иные причины (например, сопротивление воздуха) могут приводить к зажиганию сигнальной лампы в процессе вращения вала.

Положительный эффект от использования изобретения проявляется в том, что использование модели позволяет демонстрировать реальность силы инерции груза как силы, которую груз прилагает к наложенной на него связи, а также дает возможность демонстрировать влияние силы инерции груза на степень продольной устойчивости стержня, подверженного действию этого груза.