Учебный прибор по сопротивлению материалов и строительной механике

 

Использование: относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации процессов воздействия на деформируемый объем знакопеременной нагрузки. Сущность изобретения: при подаче электрического сигнала заданного уровня на элементы управления, последние воздействуют на электромагниты, взаимодействующие в заданных точках с нижним упругим элементом деформируемого объекта, выполненным из набора взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных упругих связей. В результате этого в каждой точке происходит смещение вверх или вниз элементов деформируемого объекта, о величине которого судят по координатной точке, нанесенной на прозрачном экране, размещенном перед деформируемым объектом , а по загоранию сигнальной лампы устанавливают момент срабатывания того или иного электромагнита. Задавая различные управляющие воздействия на электромагниты , демонстрируют различные случаи воздействия на деформируемый объект знакопеременной нагрузки. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 09 В 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4843755/12 (22) 27.06.90 (46) 15.12.92, Бюл. М 46 (72) А.П.Бойко, П.П.Ковель, В.А.Комаров, С.С.Фатеев и Я,T,×èñþê (56) Авторское свидетельство СССР

М 1320839, кл. G 09 В 23/06, 1986. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ И СТРОИТЕЛЬНОЙ

МЕХАНИКЕ (57) Использование: относится к демонстрационным приборам по сопротивлению материалов и строительной механике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации процессов воздействия на деформируемый объем знакопеременной нагрузки. Сущность изобретения: при подаче электрического сигнала заданноИзобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в курсах сопротивления материалов и строительной механике при изучении напряженно-деформируемого состояния конструкций.

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации процессов воздействия на деформируемый объект знакопеременной нагрузки, На чертеже представлена схема прибора.

Учебный прибор содержит жесткий кронштейн 1 с горизонтальным элементом

2, к которому крепятся вертикальные упругие связи 3, выполненные в виде пружин, из которых каждая последующая является про„„рЦ„„1781688 А1 го уровня на элементы управления, последние воздействуют на электромагниты, взаимодействующие в заданных точках с нижним упругим элементом деформируемо.го объекта, выполненным из набора взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных упругих связей. В результате этого в каждой точке происходит смещение вверх или вниз элементов дефермируемого объекта, о величине которого судят по координатной точке, нанесенной на прозрачном экране, размещенном перед деформируемым объектом, а по загоранию сигнальной лампы устанавливают момент срабатывания того или иного электромагнита. Задавая различные управляющие воздействия на электромагниты, демонстрируют различные случаи воздействия на деформируемый объект знакопеременной нагрузки. 1 ил; должением предыдущей. Горизонтальные упругие элементы 4 выполнены в виде упругих стержней или пластин, например, из упругой резины или из тонкого материала, при этом, нижний упругий элемент 4 снабжен жесткими тягами 5, соединенными с магнитными якорями 6, выполненными в виде цилиндрического двухполюсного магнита.

Статоры 7 электромагнитов установлены под магнитным якорем 6 так, что ось якоря

6 совпадает с осью статора 7, а сам якорь 6 входит во внутрь статора 7. Блок управления и контроля включает в себя управляющий элемент 8, соединенный с регулятором величины и направления тока 9, у которого вход соединен с выходом источника питания 10, а выход — через переключатель каналов 11 соединен с цепями питания статоров 7

1781688 электромагнитов В электроцепи каждого электромагнита установлены сигнализаторы 12 работы каналов в виде сигнальных ламп. На прозрачный экран 13, размещенный перед деформируемым объектом, нанесена координатная сетка, позволяющая качественно оценить величины и характер деформаций, Учебный прибор работает следующим образом, Предварительно выбирается точка (точки) приложенйя нагрузки к упругой системе деформируемого объекта. Выбор точки (точек) приложения нагрузки осуществляется включенйем соответствующих электрических цепей на переключателе каналов 11.

Элементом управления 8 выставляется минимальный уровень тока на регуляторе величины и направления тока 9. Затем включается регулятор тока 9, и напряжение от источника питания 10 поступает через регулятор тока 9 и переключатель каналов

11 на статоры 7 электромагнитов по соответствующей (подключенной) цепи. Одновременно запитывается параллельная электрическая цепь сигналиэатора 12 и загорается сигнальная лампа, указывающая, какой именно электромагнит задействован, При этом в обмотках статора 7 наводится магнитное поле, которое воздействует на соосный с данным статором 7 магнитный якорь 6, будет его, например, втягивать во внутрь статора. Магнитный якорь 6 через жесткие тяги 5 будет воздействовать на нижний горизонтальный упругий элемент 4, связанный через вертикальные упругие связи 3 с вышерасположенными горизонтальными упругими элементами 4, вызывая их изгиб и общую деформацию объекта. Для увеличения деформации объекта изменяют с помощью управляющего элемента 8 силу тока в регуляторе величины и направления тока

9 и, как следствие, в статоре 7 электромагнита, что вызовет увеличение сил притяжения магнитного якоря 6 и приведет к еще большей деформации объекта. Согласно учебного задания можно изменять знак нагрузки на противоположный при помощи талкивается" из статора 7 электромагнита и

5 жесткой тягой 5 воздействует на нижний напряжений во всей системе деформируе10 мого объекта. Варьирование точкамИ приложения нагружающих сил путем подключения ность демонстрировать довольно большое, 15 количество вариантов включения в работу

20

45 элемента управления 8 путем изменения направления тока в регуляторе 9. В этом случае подвижный магнитный якорь 6 "выгоризонтальный упругий элемент 4, вызывая его изгиб в противоположном направ-" лении, а вместе с ним и перераспределение, тех или иных электромагнитов, а также, изменяя-знак и величину нагрузки, дает возможтонкостенной конструкции деформируемого объекта, а использование координатной сетки, нанесенной на прозрачный экран 13, позволит снимать количественные характеристики деформации упругой системы.

Формула изобретения

Учебный прибор по сопротивлению материалов и строительной механике, содержащий подвешенный к кронштейну деформируемый объект, состоящий из набора горизонтальных расположенных один над другим упругих элементов в вертикальных упругих, связей, из которых каждая последующая является продолжением предыдущей, и средство нагружения, взаимодействующее с нижним упругим элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации процессов воздействия на деформируемый объект знакопеременной нагрузки, он снабжен средством регистрации перемещений упругих элементов, выполненным в виде размещенного перед деформируемым объектом прозрачного эк.рана с нанесенной на нем координатной сеткой, а средство нагружения состоит из набора управляемых электромагнитов, якоря которых установлены с воэможностью выдвижения на разную величину и связаны в заданных точках с нижним упругим элементом, и установленных .в электроцепи каждого электромагнита сигнальных ламп.

1781688

Составитель В,Комаров

Техред M,Moðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

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

Заказ 4275 Tv.раж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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