Учебный прибор по сопротивлению материалов

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно расширить демонстрационные возможности при изучении в курсе сопротивления материалов углов сдвига и углов закручивания в произвольных сечениях деформируемых объектов (стержней) в зависимости от их текущих радиусов поперечных сечений и текущих расстояний, на которых расположены эти сечения по отношению к неподвижному сечению (опоре). Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит соосно установленные на стойках 1, 2 неподвижную 3 и поворотную 4 цилиндрические опоры, закрепленный на неподвижной опоре Г-образный рычаг 5, длинное плечо которого расположено параллельно геометрической оси 6 опор 3, 4, а короткое-радиусу поворотной опоры, два штыря 7, 8, радиально закрепленные на опорах 3, 4, и помещенный между опорами деформируемый объект, имеющий набор установленных параллельно оси 6 стержней 9, каждый из которых связан с неподвижной опорой 3 шаровым шарниром 10, а с поворотной опорой 4 скользящим шаровым шарниром 11, установленный по оси опор вал 12, диски 13 с вырезами в виде секторов, установленные на валу 12 с возможностью поворота относительно последнего и связанные со стержнями 9, шторные элементы для перекрытия вырезов в дисках 13, выполненные в виде закрепленных на валу 12 секторов, набор прутков 16, размещенных в вырезах и шарнирно закрепленных на радиальных штырях 7, 8 и дисках 13, и размещенную в вырезах дисков пластину 17, закрепленную на Г-образном рычаге 5 и имитирующую продольное радиальное сечение деформируемого объекта. Демонстрация опыта основана на теории о волокнистой структуре вала, в соответствии с которой стержни 9 и прутки 16 являются волокнами вала, а диски 13 - его поперечными сечениями, при этом в исходном состоянии эти элементы делят деформируемый объект по его длине на ряд прямоугольников. Воздействуя на поворотную опору 4, поворачивают ее на некоторый угол и фиксируют в этом положении. В результате этого стержни 9, прутки 16 и диски 13 также поворачиваются на некоторые углы и образовывают с неподвижной плоскостью 17 так называемые углы сдвига, величина которых зависит от радиуса, на котором расположены прутки 16 (волокна стержня) от оси 6 деформируемого объекта, а образованные по длине последнего из этих элементов прямоугольники деформируются (перекашиваются), что и наблюдают обучаемые. Изменение же угла закручивания рассматриваемого сечения (диска 13) относительно неподвижного сечения (опора 3) характеризуется углами, образованными кромками вырезов дисков 13 и пластиной 17 и зависящими от расстояния, на котором расположено рассматриваемое сечение от неподвижной опоры 3. 3 л.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (19У (11) А1 (51)4 С 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4398452/31-12 (22) 28.03.88 (46) 07.12.89. Бюп. 1(45 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Г.Л.Голубицкий и М.Ф.Пашкевич (53) 371.66(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1096685, кл, G 09 В 23/06, 1987, (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ

MAT ЕРИ, ЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно расширить демонстрационные возможности при изучении в курсе сопротивления материалов углов сдвига

10 и углов закручивания в произвольных сечениях деформируемых объектов (стержней) в зависимости от их текущих радиусов поперечных сечений и текущих расстояний, на которых расположены эти сечения по отношению к неподвижному сечению (опоре). Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит соосно установленные на стойках 1,2 неподвижную 3 и поворотную 4 цилиндрические опоры, закрепленный на неподвижной опоре Г-образный рычаг 5, длинное плечо которого расположено параллельно геометрической оси 6 опор 3,4, а короткое — радиусу поворотной опоры, два штыря 7,8, ра1527650 диапьно закрепленные на опорах 3,4, и помещенный между опорами деформируемый объект, имеющий набор установленных параллельно оси 6 стержней 9, каждый иэ которых связан с неподвижной опорой 3 шаровым шарниром 10, а с поворотной опорой 4 — скользящим шаровым шарниром 11, установленный по оси опор вал 12, диски 13 с выре- 10 зами в виде секторов, установленные на валу 12 с возможностью поворота относительно последнего и связанные со стержнями 9, шторные элементы для перекрытия вырезов в дисках 13, вы- 15 полненные в виде закрепленных на валу 12 секторов, набор прутков 16, размещенных в вырезах и шарнирно закрепленных на радиальных штырях 7,8 и дисках 13, и размещенную в вырезах 20 дисков пластину 17, закрепленную на

Г-образном рычаге 5 и имитирующую продольное радиальное сечение деформируемого объекта. Демонстрация опыта основана на теории о волокнистой 25 структуре вала, в соответствии с которой стержни 9 и прутки 16 являются волокнами вала, а диски 13 — его

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в учебном про35 цессе при изучении в курсе сопротивления материалов процессов кручения стержней.

Целью изобретения является расширение демонстрационных воэможностей.

На фиг.l показан прибор, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — прибор в процессе,демойстрации, общий вид.

Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит соосно установленные на стойках 1 и 2 неподвижную 3 и поворотную 4 цилиндрические опоры, закрепленный на неподвижной опоре 3

Г-образный рычаг 5, длинное плечо

50 которого расположено параллельно геометрической оси 6 опор 3 и 4, а короткое — радиусу поворотной опоры 4, два штыря 7 и 8, радиально закрепленные на опорах 3 и 4, и поме55 щенный между опорами деформируемый объект.

Деформируемый объект имеет набор установленных параллельно оси 6 поперечными сечениями, при этом в исходном состоянии эти элементы делят деформируемый объект по его длине на ряд прямоугольников. Воэдействуя на поворотную опору 4, поворачивают ее на некоторый угол и фиксируют в этом положении . В результате этого стержни 9, прутки 16 и диски 13 также поворачиваются на некоторые углы и образовывают с неподвижной пластиной 17 так называемые углы сдвига, величина которых зависит от радиуса, на котором расположены прутки 16 (волокна стержня) от оси 6 деформируемого объекта, а образованные по длине последнего из этих элементов прямоугольники деформируются (перекашиваются), что и наблюдают обучаемые. Изменение же угла закручивания рассматриваемого сечения (диска 13) относительно неподвижного сечения (опора 3) характеризуется углами, образованными кромками вырезов дисков 1Э и пластиной 17 и зависящими от расстояния, на котором расположено рассматриваемое сечение от неподвижной опоры 3. 3 ил. опор 3 и 4 стержней 9, каждый из которых связан с неподвижной опорой 3 шаровым шарниром 10, а с поворотной опорой 4 — скользящим шаровым шарниром 11, установленный по оси опор вал 12, диски 13 с вырезами 14 в виде секторов, установленные на валу 12 с воэможностью поворота относительно последнего и связанные со стержнями 9, шторные элементы для перекрытия вырезов 14 в дисках 13, выполненные в виде закрепленных на валу 12 секторов 15, набор прутков 16, размещенных в вырезах 14 и шарнирно закрепленных на радиальных штырях 7,8 и дисках 13, и размещенную в вырезах дисков 13 пластину 17, закрепленную . на Г-образном рычаге 5 и имитирующую продольное радиальное сечение деформируемого объекта.

Прибор работает следующим образом.

Перед началом демонстрации обучаемым объясняют, основываясь на теории о волокнистой структуре вапа, что стержни 9 и прутки 16 являются волокнами вала, а диски 13 — его поперечными сечениями, при этом в исходном

5 15 состоянии стержни 9, прутки 16 и диски 13 делят деформируемый объект по его длине на ряд прямоугольников.

Воздействуя на поворотную опору 4, поворачивают ее на некоторый угол и фиксируют в этом положении. В результате этого стержни 9, прутки 16 и диски 13 также поворачиваются на некоторые углы и образуют с неподвижной пластиной 17 уг .ы, называемые угласдвига (у $< g >, )< величина которых зависит от радиуса р, на котором расположены прутки 16 (волокна стержня) от оси 6 деформируемого объекта. При этом отмечают, что поперечное сечение деформируемого объекта (опоры 3,4, диски !3) осталось плоским, неизменным по диаметру и перпендикулярным оси 6 деформируемого объекта, радиусы поперечных сечений (радиальные штыри 7 и 8 и края вырезов 14 дисков 13) остались неизменными и прямолинейными, длина деформируемого объекта (расстояние между опорами 3,4 и дисками 13) также осталась неизменной, а демонстрация явления сдвига характеризуется деформацией (перекосами) прямоугольников, образованных по длине деформируемого объекта стержнями 9, крутками 16 и дисками 13.

Изменение же угла закручивания рассматривамого сечения (диска 13) относительно неподвижного сечения (опора 3) деформируемого объекта характеризуется углами (, образованными верхними кромками вырезов 14 дисков 13 и неподвижной пластиной 17 и зависящими от расстояния Z на котором расположено рассматриваемое сечение от неподвижной опоры 3.

Применение из обретения позволит значительно расширить демонстрационные возможности при изу27650 d чении углов сдвига и углов закручивания в произвольных сечениях деформируемых объектов в зависимости от их текущих радиусов поперечных сечений и текущих расстояний, на которых расположены эти сечения по отношению к неподвижному сечению (опоре).

Формул а изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий соосно установленные на стойках неподвижную и поворотную цилиндрические опоры, закрепленный на неподвижной опоре

Г-образный рычаг, длинное плечо которого расположено параллельно геометрической оси опор, а короткоерадиусу поворотной опоры, и помещенный между опорами деформируемый объект, выполненный в виде набора установленных параллельно оси опор стержней, каждый иэ которых связан с одной из опор шаровым шарниром, а с другой — скользящим шаровым шар ниром, отличающийся тем, что, с целью расширения демонстрационных возможностей, он снабжен

Зр двумя штырями, радиально закрепленными на опорах, а деформируемый объект снабжен установленным по оси опор валом, дисками с вырезами в виде секторов, установленными на валу с возможностью поворота относительно последнего и связанными со стержнями, шторными элементами для перекрытия вырезов в дисках, выполненными в виде закрепленных на валу сек- .

4р торов, набором прутков, размещенных в вырезах и шарнирно закрепленных на радиальных штырях и дисках, и имитирующей продольное радиальное сечение деформируемого объекта пластиной, 4 размещенной в вырезах дисков и закрепленной на Г-образном рычаге.

1527650

4- А пп8ериуто стиг.З

Составитель П.Сердечнов

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор И.Шулла

Заказ 7514/54

Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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