Учебный прибор по сопротивлению материалов

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет с большей степенью наглядности демонстрировать зависимость изменения касательных напряжений от величины нормальных напряжений в изгибаемой балке. Учебный прибор содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую установленные на основании 1 вертикальные панели 2,3, лицевую крышку 4, стрелочные указатели 5 нормальных напряжений, проходящие через отверстие, выполненные в панелях 2,3 стрелочные указатели 7 касательных напряжений, размещенные в смотровых окнах 8 основания 1, и средство перемещения стрелочных указателей, состоящее из размещенных в модели шарнирного параллелограмма 9, боковые 10,11 звенья которого связаны своей серединой с моделью посредством осей 12 вращения и шарнирно установленных на основании 1 рычагов 13,14, верхними концами связанных посредством пружин 15, 16 с верхним 17 звеном параллелограмма 9. При этом стрелочные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене 18 последнего. При нахождении стрелочных указателей 5 нормальных напряжений внутри модели демонстрируют случай нагруженного состояния стержня. Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на одну и ту же величину в обе стороны путем воздействия на рычаги 13, 14, демонстрируют явление чистого изгиба, при этом стрелочные указатели 7 касательных напряжений не наблюдаются, т.к. они скрыты основанием 1 модели. Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на разную величину от панелей 2, 3, демонстрируют явление поперечного изгиба, при этом в результате поворота шарнирного параллелограмма 9 на осях 12 в смотровых окнах 8 появляются стрелочные указатели 7 касательных напряжений, закрепленные на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма 9. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 09 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382059/31-12 (22) 22.02.88 (46) 23.09.90, Бюл. N 35 (71) Литовская сельскохозяйственная академия (72) Й.Й.Юодис (53) 371.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1511760, кл. G 09 В 23/06, 1987. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНКО

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет с большей степенью наглядности демонстрировать зависимость изменения касательных напряжений от величины нормальных напряжений в иэгибаемой балке. Учебный прибор содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую установленные на основании 1 вертикальные панели 2,3, лицевую крышку 4, стрелочные указатели 5 нормальных напряжений,прохо„„SU„„1594589 А 1 дящие через отверстия, выполненные в панелях 2,3 стрелочные указатели

7 касательных напряжений, размещенные в смотровых окнах 8 основания 1, и средство перемещения стрелочных указателей, состоящее из размещенных в -модели шарнирнбго параллелограмма

9, боковые 10,11 звенья которого связаны своей серединой с моделью посредством осей 12 вращения и шарнирно установленных на основании 1 рычагов 13,14, верхними концами связанных посредством пружин 15,16 с верхним 17 звеном параллелограмма 9.

При этом стрелочные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене 18 последнего. При нахождении стрелочнь x указателей S нормальных напряжений внутри модели демонстрируют случай нагруженного состояния стержня. Выдвигая стрелочные указатели S нормальных напряжений на одну и ту же величину в обе стоl 594589 роны путем воздействия на рычаги 13, 14, демонстрируют явление чистого изгиба, при этом стрелочные указатели 7 касательных напряжений не наблюдаются, т,к. они скрыты основанием

1 модели. Выдвигая стрелочные указатели 5 нормальных напряжений на разную величину от панелей 2, 3 демонИзобретение относится к демонстрационным устройствам и может быть использовано, например, при изучении: в курсах сопротивления материалов и строительной механики свойств внутренних силовых факторов, возникающих в иэгибаемых конструкциях, 2О

Пель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации связи между нормальными и касательными напряжениями в изгибае,мом стержне. 25

На фиг,1 показан прибор в исходном положении, общий вид; на фиг,2 то же, в процессе демонстрации, об" щий вид.

Учебный прибор по сопротивлению материалов содержит модель элементарного объема деформируемого стержня, имеющую основание 1, установленные на основании вертикальные панели

2 и 3, лицевую крьппку 4, стрелочные указатели 5 нормальных напряжений, направленные перпендикулярно панели

2,3 и проходящие через отверстия 6, яыполненные в панелях, стрелочные указатели 7 касательных напряжений, размещенные в смотровых окнах 8, выполненных в основании 1, и средство перемещения стрелочных указателей 5 и 7, Средство перемещения стрелочных указателей размещено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма

9, боковые звенья 19 и 11 которого связаны своей серединой с моделью посредством осей 12 вращения, и шарнирно установленных на основании 1 по обе стороны от шарнирного параллелограмма 9 двух рычагов 13 и 14, верхними концами связанных посредством пружин 15 и 16 с верхним звеном .i7 шарнирного. параллелограмма.

Стрелочные указатели 7 касатель-. ных напряжений закреплены на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма; стрируют явление поперечного изгиба, при этом в результате поворота шарнирного . -- раллелограмма 9 на осях

12 в смотровых окнах 8 появляются стрелочные указатели 7 касательных напряжений, закрепленные на нижнем звене 18 шарнирного параллелограмма 9, 2 нл. стрелочные указатели 5 нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концом связаны с рычагами 13 и 14, при этом последние снабжены фиксаторами 19 для их удержания в заданном положении на основании 1 модели.

Прибор работает следующим образом..

Перед началом демонстрации обучаемым объясняют, что модель элементар- . ного объема деформируемого стержня представляет собой часть балки,вырезанную из ее растянутой зоны, причем основание модели соответствует нейтральному слою деформированной балки.

На приборе осуществляют три нида демонстраций: ненагруженной балки, случай чистого изгиба и явление поперечного изгиба, а также приводят теоретические сведения, характеризующие эти состояния деформируемой балки. После этого приступают к демонстрации.

Демонстрация ненагруженной балки.

В данном случае шарнирный параллелограмм 9 занимает строго вертикальное положение, а рычаги 13 и 14 наклонены внутрь модели таким образом,что стрелочные указатели 5 нормальных напряжений не видны из-за панелей 2 и 3. В этом случае не видны также стрелочные указатели 7 касательных напряжений в смотровых окнах 8, что свидетельствует об отсутствии напряжений в балке, т.е. балка не нагружена внешней силой.

Демойстрация явления чистого изгиба.

В этом случае, воздействуя на рычаги 13 и 14, перемещают их от исходного положения в противоположные от шарнирного параллелограмма 9 на одну и ту же величину и фиксируют в этом положении фиксаторами 19.

В результате этого пружины 15 и 16 растягиваются на одну и ту же вели1594589 чину и удерживают шарнирный параллелограмм в исходном положении, аследовательно, не получают перемещений стрелочные указатели 7 касательных напряжений, т.е. их не видно в смотровых окнах 8. Одновременно, в результате смещения рычагов

13 и 14 выдвигаются стрелочные указатели 5 нормальных напряжений в обе стороны от.модели на одну и ту же величину, причем стрелочные указатели, находящиеся в верхней части модели, выдвигаются больше, чем нижние.

Демонстрация явления поперечного изгиба.

В этом случае (фиг.2), воздействуя на рычаги, перемещают их от исходного положения в противоположные от шарнирно о параллелограмма 9 таким образом, что рычаг 14 получает большее смещение, чем рычаг 13, и фиксируют в этом положении. В результате этого стрелочные указатели

5 нормальных напряжений, находящиеся справа от модели, выдвигаются эа панель 3 больше, чем такие же стрелочные указатели выдвигаются за панель

2. Одновременно с этим шарнирный параллелограмм 9, поворачиваясь на осях 12, выдвигает стрелочные указатели 7 касательных напряжений, которые наблюдают в смотровых окнах 8, повернув модель на бок, При этом.обращают внимание обучаемых на то,что стрелочные указатели 7 касательных. напряжений выдвигаются в сторону меньших нормальных напряжений,. т.е. влево. Это означает, что в изгибаемой балке касательные напряжения зависят от интенсивности изменения нормальных напряжений, Использование изобретения позволяет с большой степенью наглядности демонстрировать зависимость изменения касательных напряжений в изгибаемой балке от величины нормальных напряжений в различных случаях нагружения балки.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов, содержащий модель элементарного объема деформируемого стержня со стрелочными указателями нормальных напряжений, направленными перпендикулярно его боковым граням и средство перемещения стрелочных указателей, отличающийся теы, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации связи между нормальными и касательными напряжениями в изгибаемом стержне, он снабжен стрелочными укаэателя20 ми касательных напряжений, модель элементарного объема деформируемого стержня имеет основание со смотровыми окнами для стрелочных указателей касательных напряжений, установленные

25 на основании вертикальные панели с отверстиями для проходящих через панели указателей нормальных напряжений и лицевую крышку, средство перемещения стрелочных указателей раэме3Q щено в модели и состоит из шарнирного параллелограмма, боковые звенья которого связаны своей серединой с моделью посредством осей вращения, и шарнирно установленных на основании по обе стороны от шарнирного параллело рамма двух рычагов,верхними концами связанных посредством пружин с верхним звеном шарнирного нараллелограм;.1а, при этом .трелоч4g ные указатели касательных напряжений закреплены на нижнем звене шарнирного параллелограмма, стрелочные указатели нормальных напряжений выполнены разной длины и одним концом связаны с рычагами, а последние снабжены фиксаторами для удержания их в заданном положении на основании модели. (11 594589

Составитель П. Сердечнов

Техред М. Дидик

Корректор Т.Палий

Редактор О.Головач

Заказ 2833 Тираж 38 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при rKHT СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101