Учебный прибор по строительной механике

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ("1 575675 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.10 75 (21) 2183209/12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Оп убликовано 05. 10.77. Бюллетень ¹37 (45) Дата опубликования описания 15.11.77.

2 (51) М. Кл, Q 09 B 23/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 624.04, .001.573 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. A. Вильга, Б. lI. Литовчин и Б. Л. Нудельман

Одесский инженерно-строительный институт и Одесский институт инженеров морского флота (71) Заявители (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ

МЕХАНИКЕ

Изобретение относится к учебным пособиям.

Оно может быть использовано для демонстрации опытов специальных разделов строительной механики.

Известен учебный прибор по строительной механике, содержащий набор грузов и модель плоско-стержневой системы, представляющую собой плоскую ферму, состоящую из двух стержневых треугольников со сферическими подвижной и неподвижной опорами, связанными нижним поясом, верхние пояса которых соединены шарнирно и снабжены упругой опорой.

Целью изобретения является возможность демонстрации повышения устойчивости конструкции при уменьшении жесткости одного из ее стержней.

Это достигается тем, что нижний пояс выполнен в виде съемного стержня с длиной, превосходящей длину верхних поясов, которые в средней части скреплены с упругой опорой, препятствующей опрокидыванию из вертикальной плоскости, а раскосы стержневого треугольника снабжены упругими элементами, причем все стержни модели соединены между собой шарнирно.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже изображен описываемый учебный прибор в трех проекциях.

Стержневой треугольник 1 соединен со стержневым треугольником 2 цилиндрическим шарниром 3, ось которого используется также для подвешивания грузов. Нижний пояс 4 выполнен в виде съемного стержня с длиной, превосходящей длину верхних поясов 5.

Все стержни модели соединены между собой в узлах четырьмя цилиндрическими шарнирами 6, не пр пятствуюгцими изменениям углов между стержнями при деформации в плоскости системы, т.е. модель представляет собой плоскую ферму. Последняя связана со сферической опорой 7, препятствующей перемещениям во всех направлениях, но не мешающей поворотам вокруг ее центра, и со сферической опорой 8, отличающейся от опоры 7 только тем, что она не препятствует перемещению вдоль оси нижнего пояса. Среднее сечение верхних поясов лишено возможности перемещаться из вертикальной плоскости, благодаря шарнирно подвижной опоре 9. В нижний пояс и в раскосы

10 включены упругие элементы 11 и 12, уменьшающие продольную жесткость этих стержней.

Каждый из этих упругих элементов включает, например, витую пружинку, изменяющую свою длину при действии осевых сил, а изгибу Нх

575675

Формула изобретения

Составитель Ю. Капров

Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Редактор Г. Кузьмина

Заказ 4040/35 Тираж 545 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 препятствует жесткий стержень, расположенный внутри пружинки по ее оси. Элемент 11 в отличие от элементов 12 выполнен с возможностью изменения своей жесткости, чего можно достичь, например, заменой входящей в него пружины. Верхние пояса 5 снабжены упругой связью 13, препятствующей взаимному повороту этих поясов вокруг оси цилиндрического шарнира 3 и одновременно перемешениям верхних узлов модели из ее плоскости. Упругая связь может представлять собой два упругих кольца с вырезами, в которых расположены верхние пояса 5. Демонстрацию производят в следующей последовательности: устанавливают модель так, чтобы стержневые треугольники 1 и

2 располагались в вертикальной плоскости; навешивают на выступающие концы цилиндрического шарнира 3 грузы, например, металлические шайбы; в процессе роста нагрузки нарушают равновесие модели, выводя ее верхние узлы из вертикальной плоскости (кососимметричная форма потери устойчивости).

Если при грузе Р„,п прибор не возврашается в исходное положение, потеряв устойчивость из плоскости (треугольные поля 1 и 2 расположились в разных пересекающихся по оси шарнира 3 плоскостях), то это означает, что

P" представляет собой критическую силу, LP соответствующую жесткости С, упругого элемента 11.

Затем разгружают модель и отсоединяют от нее нижний пояс 4; повторяя действия, убеждают обучающихся в том, что груз Р1 1, при котором происходит потеря устойчивости модели без нижнего пояса 4 (Са — — 0) больше, чем

Р . Это само по себе уже доказывает тот к > факт, что уменьшение жесткости одного из стержней системы может привести к ее стабилизации; нагружают модель и устанавливают Сз, которая больше, чем С,;

5 повторяя действия, убеждают обучающихся в том, что сила P", 1, соответствующая Сз, и! меньше, чем P. . Из проведенных трех опытов (это число можно при желании увеличить), видно, что при уменьшении жесткости упругого элемента 11 критическая сила системы увеличивается монотонно.

Прибор снабжен световой сигнализацией о потере устойчивости модели.

Учебный прибор по строительной механике, содержащий набор грузов, модель плоскостержневой системы, представляюшую собой плоскую ферму, состоящую из двух стержневых

20треугольников со сферическими подвижной и неподвижной опорами, связанными нижним поясом, верхние пояса которых соединены шарнирно и снабжены упругой опорой, отличаюн4ийся тем, что, с целью возможности демон страции повышения устойчивости конструкции при уменьшении жесткости одного из ее стержней, нижний пояс выполнен в виде съемного стержня с длиной, превосходяшей длину верхних поясов, которые в средней части скреплены с упругой опорой, препятствующей опрокидыванию из вертикальной плоскости, а раскосы стержневых треугольников снабжены упругими элементами, причем все стержни модели соединены между собой шарнирно.