Учебный прибор по строительной механике

 

Изобретение относится к учебным пособиям по строительной механике, может быть использовано на лекциях, на практических и лабораторных занятиях для демонстрации влияния жесткости грунта в процессе погружения в него свай и позволяет расширить демонстрационные возможности. Учебный прибор содержит раму 1, опирающуюся на основание 2 через упругие элементы , выполненные в виде упругих балок 3, установленных на двух опорах 4 и 5, которые укреплены подвижно на направляюищх 6 основания и связаны винтовым валом 7 с разнонаправленной (от его середины) резьбой с реверсивными приводами 8 и 9, обжимаюгше колодки 10, модель II сваи с молотом I2, установленную в обжимающих фракционных колодках 10, вертикальные стойки 13, на которых установлены рама I с помощью направляющих втулок 14и корпус модели II сваи с помощью нижних и верхних направляющих втулок 15с возможностью их перемещения в вертикальной плоскости относительно сл

2 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОИИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (ц 4 Е 02 D 13/06, С 09 В ?3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ы ..,(21) 4098672/29-33 (22) 18.07.86 (46) 1S.02.88. Бюл. М 6 (72) М.Х.Богданов, В.А.П1илков и Л.Д.Иванов (53) 624. 155. 15. 531. 7(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф !107154, кл. С 09 В 23/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1283292, кл. Е 02 D 13/16, 1985. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ

МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным пособиям по строительной механике, может быть использовано на лекциях, на практических и лабораторных занятиях для демонстрации влияния жесткости грунта в процессе погружения в него свай и позволяет расщирить демонстрационные возможности. Учебный прибор содержит раму 1, опирающуюся на основание 2 через упругие элементы, выполненные в виде упругих балок

3, установленных на двух опорах 4 и

5, которые укреплены подвижно на направляющих 6 основания и связаны винтовым валом 7 с разнонаправленной (от его середины) резьбой с реверсивными приводами 8 и 9, обжимающие колодки 10, модель ll сваи с молотом

12, установленную в обнимающих фрак— ционных колодках 10, вертикальные стойки 13, на которых установлены рама 1 с помощью направляющих втулок

l4 и корпус модели 1! сваи с помощью нижних и верхних направляющих втулок

ID

15 с возможностью их перемещения в вертикальной плоскости относительно

С:

1373762 стоек 13, и систему управления жесткостью упругих элементов, включавщув задатчнки 17 и 18 жесткости, индикаторы 19 и 70 жесткости упругих

Изобретение относится к учебным пособиям по строительной механике и может быть использовано на лекциях, практических и лабораторных занятиях для демонстрации влияния жесткости грунта н процессе погружения н него свай, изучения сваебойного оборудования и эффективности его применения при различных режимах функционирования.

Цель изобретения — расширение демонстрационных возможностей.

На чертеже схематически изображен учебный прибор, общий нид (структурная электрическая схема).

Учебный прибор по строительной механике содержит раму 1, опирающуюся на основание 2 через упругие элементы, выполненные в виде упругих балок 3, установленных на двух опорах 4 и 5, которые укреплены подвижно на направляющих 6 основания и связаны винтовым валом 7 с разнонаправленной (от его середины) резьбой с реверсивными приводами 8 и 9, обжима" ющие колодки 10, модель 11 сваи с молотом 12, устанонленнув в обжимавщих фрикционных колодках 10, вертикальные стойки 13, на которых установлены рама 1 с помощьв направляющих втулок 14 и корпус модели 11 сваи с помощьв нижних и верхних направляющих втулок 15 с возможностью их перемещения в вертикалЬной плоскости относительно стоек 13, и систему автоматического управления жесткостью упругих элементов с визуальной индикацией результатов, включающую (программный) эадатчик )6, первый 17 и второй 18 датчики жесткости (расстояния между подвижными опорами 4,5), индикаторы 19 и 20 жесткости упругих элементов, блоки 21 и 22 сравнения, сельсин-датчик 23, сельсин-приемник

24, усилитель 25, клич 26 и блоки 27 и 28 литания ренерсинных приводов. элементов, блоки 21 н 22 сравнения ю сельсин-датчик 23, сельсин-приемник

24, усилитель 25, клич 26 и блоки 27, 28 питания ренерсинных приводов.1 ил.

Все элементы электросхемы являются стандартными. Задатчик 16 может быть как ручным потенциометром, так и с добавлением программного механизма.

Датчики жесткости также являются потенциометрическими элементами.

Учебный прибор работает следувщим образом.

Перед началом демонстрации модель

10 сваи 11 устанавливается в верхнее положение, а опоры 4,5 балок 3 разводя1 для условий мягкого грунта (или наоборот). Затем включают в работу снаебойное средство (молот) 12, 15

Воздействие сваебойного средства

12 передается на модель сваи 11, которая перемещается со скоростью, соответствующей силе воздействия. При этом вначале перемещения модели сваи идет за счет деформирования балочных

I опорных упругих элементов 3, пока сила бокового упругого сопротивления не сравняется с заданной величиной силы боконого трения в колодках 10 (устанавливается посредством регулирования силы прижатия колодок 10 к модели сваи 11). Затем после преодоления силы трения между колодками и

30 корпусом модели сваи 11 происходит соответствующее перемещение корпуса модели сваи 11 вниз, что имитирует отказ сваи (строительный термин, означающий величину перемещения сваи при ударе относительно рамы 1, т.е.

35 величину остаточной деформации).

С началом работы молота 12 программный задатчик 16 задает требуемый закон изменения жесткости упругих элементов, которые имитируют жест40 кость грунта, и выдает его в виде сигнала на первый вход первого элемента 21 сравнения, где он сравнивается с сигналом первого датчика 17 жесткости. Результат сравнения посту45 пает в виде сигнала на вход блока

28 питания ведущего реверсивного при1373762

ВНИИПИ Заказ 539/22 Тираж 636

Подписное

Проиэв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вода 8. Привод Я запускается и приводит во вращение винтовой вал 7, связанный подвижными опорами 4 и 5 первого упругого элемента, и ротор сель— сина-датчика 23. Опоры 4,5 первого упругого элемента перемещаются (сдвигаются) по направляющей 6 и изменяют жесткость его упругой балки 3. Одновременно этим же сигналом сравнения открывается ключевая схема 26, подключая выход усилителя 25 системы синхронной связи к первому входу второго блока 28 питания реверсивного привода 9. Ведомый реверсивный привод 9 связан с ведущим реверсивным приводом 8 через систему г??нхронной связи, которая отслеживает их синхронность вращения. С началом вращения сельсина-датчика 23, на вьглоде сельсина-приемника 24 появляется сигнал, который поступает через ключ 26 на первый вход блока 28 питания и на привод 9. Второй (ведомый) привод 9 при. ходит во вращение синхронно с первым 25 (ведущим) приводом 8 и приводит во вращение винтовой вал 7 второго упругого элемента. Опоры 4 и 5 этого элемента перемещаются по направляющей 6 и изменяют жесткость второй упругой балки 3, чем и достигается синхронность изменения расстояний

1 и 1 между подвижными опорами 4,5, 1 у обоих упругих элементов, а точная коррекция достигается сигналом с вто35 рого элемента сравнения.

После достижения требуемого уровня расстояния между опорами 4 и 5 у обоих упругих элементов сигнал на вы- 4р ходе первого элемента 21 сравнения становится равным нулю, ключ 26 закрывается и приводы 8 и 9 останавливаются. Результат фиксируется индикаторами

19 и 20, демонстрируя количественно 45 жесткость грунта.

По завершении демонстрации сваебойное средство (молот) останавлива ют, а макет сваи переводят в исходное 50 верхнее положение.

Предложенныи прибор позволяет расширить демонстрационные воэможности т.е. изменять жесткость опорных упругнх элементов рамы синхронно на одну и ту же величину.

Формула изобретения

Учебный прибор по строительной механике, содержащий основание, раму, опертую на основание через упругие элементы, выполненные в виде балок, установленных на двух опорах, которые укреплены подвижно на направляющих и связаны винтовым валом с реверсивными приводами, обжимающие колодки, модель сваи с молотом, установленную в обжимающих колодках рамы, стойки, жестко связанные с основанием, на которых установлена рама с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, и втулки, охватывающие стойки и жестко соединенные с моделью сваи, и блоки питания реверсивных приводов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения демонстративных возможностей, в него введены задатчик, два датчика жесткости упругих элементов, два блока сравнения, сельсин-датчик, сель.— син-приемник, усилитель, ключ на два индикатора жесткости, причем выход задатчика соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым датчиком жесткости, первым индикатором жесткости и первым входом второго блока сравнения, выход первого блока сравнения соединен с входом первого блока питания первого реверсивного при. вода и с первым входом ключа, второй вход второго блока сравнения соединен с вторым индикатором жесткости и вторым датчиком жесткости, выход второго блока сравнения подключен к первому входу второго блока питания второго реверсивного привода, второй вход ключа подключен к выходу усилителя, который соединен с сельсином-приемником, электрически связанного с сельснном-датчиком, при этом сельсин-приемник механически связан с вторым реверсивным приводом, а сельсин-датчик — с первым реверсивным приводом, а выход ключа соединен с вторым входом второго блока литания второго реверсивного привода.