Учебный прибор по сопротивлению материалов

Авторы патента:

Изобретение относится к учебным приборам, а более конкретно к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов. Изобретение позволяет расширить свои демонстрационные возможности путем исследования явления потери устойчивости прямолинейной формы упругого равновесия сжатого стержня по пространственной кривой вследствие появления деформации косого изгиба с кручением. Предлагаемый учебный прибор состоит из основания 1 с двумя стойками 2, поперечены 3 с направляющими 4 и гибкого стержня 5. В нижнем узле опирания прибор содержит устройство автономного поворота оси шарнира в горизонтальной плоскости, а в верхнем узле опирания - цилиндрические ползуны 7, установленные в вертикальных направляющих. Нижний узел имеет верхний стакан 8, сердечник 9, стопорный винт 10, нижний стакан 11, сердечник 12, стопорный винт 13. Нижний сердечник в верхней части содержит вилку 14 с двумя винтами 15, оси которых лежат на одной линии и, упираясь в углубления наружной поверхности верхнего стакана, образуют цилиндрический шарнир. При различных положениях нижнего конца стержня демонстрируют соответствующие варианты потери устойчивости. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИК (Si)S С 09 В 23/06

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4378209/31-12 (22) 15. 02. 88 (46) 23.04.90, Бюл. Ó 15 (71)- Одесский инженерно-строитель йый институт (72) Ю.M.Барданов, В.Ю.Барданов и И.Б.Голубев (53) 371.66(088.8) (56) Беляев Н.M. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. вЂ” M., 1956 с.230-232.

2 (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к учебным приборам, а более конкретно вЂ” к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов. Изобретение позволяет расширить демонстрационные возможности путем исследования явления потери устойчивости прямолинейной формы упругого равновесия сжатого стержня по пространственной крн1559370

10 вой вследствие появления деформации косого изгиба с кручением. Предлагаемый учебный прибор состоит из основания 1 с двумя стойками 2, поперечи- 5 ны 3 с направляющими 4 и гибкого стержня 5. В нижнем узле опирания прибор содержит устройство автономного поворота оси шарнира в горизонтальной плоскости, а в верхнем узле опирания-цилиндрические ползуны

7, установленные в вертикальных направляющих. Нижний узел имеет верхИзобретение относится к учебным приборам и установкам для испытания на устойчивость гибких стержней, используемым при изучении сопротивления материалов.

Цель изобретения - расширение,циапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости по типу косого изгиба с кручением по пространственной кривой при действии на гибкий стержень сжимающей силы.

На фиг. 1 изображен прибор, вид спереди с частичным вырезом по ниж-! нему опорному узлу; на фиг.2 вЂ . разрез А-А на фиг.1.

Прибор содержит основание 1, две вертикальные стойки 2, поперечину.

3 с направляющими 4, гибкий стержень

5, горизонтальный элемент 6, цилиндрический пблзун 7, верхний стакан 8, верхний сердечник 9, верхний стопорный-винт (О нижний стакан 11, ния -, > ний сердечник 12,нижний стопорный .винт 13. Нижний сердечник в верхней части содержит вилку 14 с двумя винтами 15, оси которых лежат на одной линии и,упираясь в углубления íà- 45 ружной поверхности верхнего стакана, образуют цилиндрический шарнир.

Прибор работает следующим образом.

Отпустив стопорные винты 10 и 13, поворачивают ось шарнира,образуемого винтами 15, так, чтобы она была параллельна оси верхнего шарнира, образуемого горизонтальным элементом

6 и цилиндрическим полэуном 7 в направляющей 4.

Подвесив на горизонтальный элемент.

6 симметрично грузы, общий вес которых Р (Р„, где Р„ вЂ” кри(о) (о\ тическая сила, убеждаются в том, что ний стакан 8, сердечник 9, стопорный винт 10, нижний стакан 11, сердечник 12, стопорный винт 13. Нижний сердечник в верхней части содержит вилку 14 с двумя винтами 15, оси которых лежат на одной линии и,,упира» ясь в углубления наружной поверхности верхнего стакана, образуют цилиндрический шарнир. При различных положениях нижнего конца стержня демонстрируют соответствующие варианты потери устойчивости. 2 ил. прямолинейная форма упругого равновесия гибкого стержня 5 устойчива: . она восстанавливается после устранения причин малых искривлений оси стержня. Увеличивая грузы до значения P Р „, наблюдают потерю (о) устойчивостй прямолинейной формы упругого равновесия по плоской кривой.

После этого, придерживая стержень за верхний сердечник 9, поворачивают ось нижнего шарнира на уголков горизонтальной плоскости вместе со стаканом 8 и нижним сердечником 12.

Этот угол фиксируют поворотом до упора стопорных винтов 10 и 13.

Можно убедиться, что,если Р (о) слегка превышает Р „, то при новом направлении оси нижйего шарнира ось стержня выпрямится вследствие того, что критическая сила в этом случае (ql

Р кр Ркр

I /

Увеличивая сжимающую силу до значения P Р „ 1, наблюдают поте Ч) рю устойчивости йо пространственной кривой вследствие того, что стержень при этом испытывает деформацию косого изгиба с кручением.

1При послудющих опытах можно увеличить угол (и наблюдать при этом возрастание критической силы.

При Ц = стержень вновь теря2 ет устойчивость по плоской кривой.

Л )

При этом Р,„(-" )Й2 Р„, так как в этом случае в плоскости потери устойчивости одно из закреплений ведет себя как жесткое.

5 155937

Ось шарнира может быть повернута

Н и зафиксирована под углом o(= О--2 главным центральным осям поперечного сечения.

КоРРектоР Q.Кравцова

Заказ 839 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 с главной центральной осью сечения

S без скручивания стержня. Крутящий момент появляется только после потери устойчивости. 0 его появлении можно судить, отпустив стопорные винты после потери устойчивости стержня по пространственной кривой.Ось шарнира при этом самопроизвольно повернется

1и займет лоложение с6= 0 ° После этого изгиб станет плоским. 15

Познавательная ценность изобретения состоит в том, что на предлагаемом учебном приборе можно демонстрировать нетривиальный факт потери 20 устойчивости сжатого стержня по типу косого изгиба с кручением по пространственной кривой, наблюдаемый при установке оси шарнирного закрепления

pv 2S под углом (отличным от 0 и ) к

Составитель P. Ужвий

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова

0 6

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, состоящий из основания с двумя стойками, поперечины, гибкого стержня, установленного в нижнем и верхнем узлах опирания, последний иэ которых содержит горизонтальный элемент, установленный в вертикальных направляющих, прикрепленных к поперечине, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации потери устойчивости по типу косого изгиба с кручением по пространственной кривой при действии на гибкий стержень сжимающей силы, нижний узел снабжен устройством автономного поворота оси шарнира в горизонтальной плоскости, состоящим иэ двух расположенных, один под другим стаканов с установленными в них свободно сердечниками, нижний иэ которых соединен шарнирно с верхним стаканом, при этом стаканы снабжены стопорными винтами, а горизонтальный элемент верхнего узла опирания содержит цилиндрические ползуны, установленные в направляющих по обе стороны стержня.

Изобретение относится к области радиофизики и может быть использовано для исследования свойств непериодических структур, обусловленных наличием примесей и тепловыми процессами

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 1552220

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет иллюстрировать нагружение бруса внецентренно приложенной растягивающей нагрузкой

Прибор для демонстрации сложения угловых скоростей "глобус // 1543437

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов по физике при изучении механики, вращательных движений и т.д

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 1541658

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно повысить наглядность демонстрации процессов сдвига, возникающих в нагружаемых конструкциях

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции // 1536428

Изобретение относится к учебным приборам по механике, в частности к приборам для исследования колебательного движения

Устройство для демонстрации законов динамики // 1536427

Учебный прибор лапшинова в.м. // 1532967

Изобретение относится к учебным пособиям и может быть использовано при демонстрации и изучении процессов демпфирования виброударных нагрузок

Устройство для демонстрации фигур лиссажу // 1529274

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным приборам по физике, и может быть широко использовано в ряде лекционных наглядных экспериментов, таких, например, как оптическая запись колебаний, сложение колебаний, развертка колебаний и т.д

Учебный прибор по физике // 1529273

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по механике и позволяет демонстрировать кинематику движения частиц деформируемого тела, совершающего волновое движение

Устройство для демонстрации модуляции звуковой волны // 1527651

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть широко использовано в лекционных курсах по физике таких, как оптика, колебания, спектроскопия и т.д

Установка для изучения вращательного движения // 2104585

Изобретение относится к учебным приборам и наглядным пособиям по физике, в частности по механике

Способ обучения учащихся по разделу курса физики // 2120140

Учебный прибор для демонстрации превращения колебательного движения во вращательное // 2127452

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям и может быть использовано в учебном процессе вузов

Прибор для демонстрации гироскопического эффекта // 2151426

Изобретение относится к учебным пособиям по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации вынужденной прецессии и гироскопического эффекта

Демонстрационный волчок // 2156502

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации гироскопических явлений, в частности, на занятиях по физике, теоретической механики и т.д

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2158966

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, для получения новых научных данных о Вселенной, решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Способ имитации движения частей планеты при ее разделении // 2164712

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение частей планеты при ее разделении в соответствии с открытым автором Всемирным законом тяготения - Фундаментальным законом мироздания, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по физике // 2172026

Изобретение относится к учебным приборам по физике

Имитационный способ определения вращения планеты, свободно движущейся по петлеобразной орбите, вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты вокруг последней в зависимости от величины дробной части соответствующего отношения угловых скоростей вращения планеты, обеспечивающих движение ее по петлеобразной орбите // 2176412

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение планеты для определения ее вращения вокруг собственной оси неравномерной угловой скоростью и поворота ее вокруг собственной оси с неравномерной угловой скоростью и поворота ее петлеобразной орбиты на соответствующие угол и сторону вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, от оборота к обороту планеты, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, при создании новых типов летательных аппаратов, а также в иных целях

Учебный прибор по сопротивлению материалов // 2176821

Изобретение относится к учебным приборам по курсу сопротивление материалов и может быть использовано в высших и средних учебных заведениях