RU2456672C1 - Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies - Google Patents

Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies Download PDF

Info

Publication number
RU2456672C1
RU2456672C1 RU2011106626/12A RU2011106626A RU2456672C1 RU 2456672 C1 RU2456672 C1 RU 2456672C1 RU 2011106626/12 A RU2011106626/12 A RU 2011106626/12A RU 2011106626 A RU2011106626 A RU 2011106626A RU 2456672 C1 RU2456672 C1 RU 2456672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformer
rack
post
rod
bodies
Prior art date
Application number
RU2011106626/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Дмитриевич Сухих (RU)
Роберт Дмитриевич Сухих
Владимир Павлинович Грязев (RU)
Владимир Павлинович Грязев
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2011106626/12A priority Critical patent/RU2456672C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456672C1 publication Critical patent/RU2456672C1/en

Links

Landscapes

  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: beam is placed on a post and attached to it by one end. A torsional deformer is attached at the other end of the bar which freely pass through a hole in the post. Two lateral deformers are mounted on the post. A rod is attached to the post by both ends, cut across and lined by an elastic film. A shearing deformer is placed on the rod near the cut. A wrinkling deformer is placed on the post with possibility of contact with a spherical body attached to the post.
EFFECT: enabling demonstration of all basic types of deformation of bodies.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области учебно-наглядных пособий, используемых в учебном процессе при изучении сопротивления материалов для демонстрации различных деформаций деталей искусственных сооружений, машин и других тел.The invention relates to the field of educational and visual aids used in the educational process when studying the resistance of materials to demonstrate various deformations of parts of artificial structures, machines and other bodies.

Известен прибор для демонстрации деформации бруса, содержащий стойку, установленный на ней брус, скрепленный одним концом со стойкой, а также поперечный деформатор, воздействующий на брус (Вольмир А.С., Григорьев Ю.П., Марьин В.А., Станкевич А.И. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум. - М.: Дрофа, 2004. - С.218, рис.5.50). Этот прибор имеет существенный недостаток, заключающийся в возможности демонстрации всего лишь одного вида деформации - косого поперечного изгиба, что существенно снижает эффективность и наглядность.A device for demonstrating deformation of a beam is known, comprising a stand, a beam mounted on it, fastened at one end to the stand, and also a transverse deformer acting on the beam (Volmir A.S., Grigoryev Yu.P., Maryin V.A., Stankevich A .I. Resistance of materials. Laboratory workshop. - M.: Bustard, 2004. - P.218, Fig. 5.50). This device has a significant drawback, consisting in the possibility of demonstrating only one type of deformation - oblique transverse bending, which significantly reduces the efficiency and visibility.

Наиболее близким к заявляемому устройству является учебный прибор для демонстрации деформаций бруса, содержащий стойку, установленный на ней брус, скрепленный одним концом со стойкой, а также поперечные деформаторы, установленные на стойке, и крутильный деформатор, скрепленный с другим концом бруса (Вольмир А.С., Григорьев Ю.П., Марьин В.А., Станкевич А.И. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум. - М.: Дрофа, 2004. - С.33, рис.1.8). Эффективность и наглядность действия этого прибора повышена благодаря возможности демонстрации деформации кручения в дополнение к деформации изгиба. Однако нельзя продемонстрировать деформации растяжения-сжатия, продольного изгиба, сдвига и смятия.Closest to the claimed device is a training device for demonstrating deformations of a beam, comprising a stand, a beam mounted on it, fastened at one end to the stand, and transverse deformers mounted at the stand, and a torsional deformer fastened to the other end of the beam (Volmir A.S. ., Grigoryev Yu.P., Maryin V.A., Stankevich A.I. Material resistance.Laboratory workshop. - M .: Drofa, 2004. - P.33, Fig. 1.8). The efficiency and visibility of this device is enhanced by the ability to demonstrate torsional deformation in addition to bending deformation. However, it is not possible to demonstrate strain-compression, longitudinal bending, shear and collapse.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей и наглядности прибора.The objective of the invention is the expansion of the functionality and visibility of the device.

Технический результат достигается тем, учебный прибор для демонстрации деформаций тел, содержащий стойку, установленный на ней брус, скрепленный одним концом со стойкой, а также два поперечных деформатора, установленных на стойке, и крутильный деформатор, скрепленный с другим концом бруса, свободно пропущенным через отверстие в стойке, имеет особенность, состоящую в том, что он дополнительно содержит стержень, скрепленный со стойкой обоими концами, разрезанный поперек и обтянутый эластичной пленкой, сдвигающий деформатор, установленный на стержне вблизи разреза, шарообразное тело, скрепленное со стойкой, сминающий деформатор, установленный на стойке с возможностью контакта с шарообразным телом.The technical result is achieved by a training device for demonstrating deformations of bodies, comprising a rack, a beam mounted on it, fastened at one end to the rack, and two transverse deformers installed at the rack, and a torsion deformer fastened to the other end of the beam, freely passed through the hole in the rack, has the feature that it additionally contains a rod, fastened to the rack with both ends, cut across and covered with an elastic film, a shifting deformer installed on the rod near the cut, a spherical body bonded to the column, a crushing deformer mounted on the column with the possibility of contact with the spherical body.

Новыми по сравнению с прототипом в предложенном устройстве являются:New in comparison with the prototype in the proposed device are:

- новые конструктивные элементы:- new structural elements:

стержень,kernel,

шарообразное тело,spherical body

сдвигающий деформатор,shear deformer

сминающий деформатор;crushing deformer;

- новое выполнение конструктивного элемента:- new implementation of the structural element:

стержень выполнен разрезанным поперек и обтянутым эластичной пленкой;the rod is made cut across and covered with an elastic film;

- новая связь между конструктивными элементами:- a new relationship between structural elements:

стержень скреплен обоими концами со стойкой,the rod is fastened at both ends with a stand,

сдвигающий деформатор установлен на стержне вблизи разреза,a shear deformer is mounted on the rod near the cut,

сминающий деформатор установлен на стойке с возможностью контакта с шарообразным телом.the crushing deformer is mounted on a rack with the possibility of contact with a spherical body.

Таким образом, по мнению авторов, предложение является новым по сравнению с прототипом, так как оно не известно из уровня техники. Предложение, по мнению авторов, имеет изобретательский уровень, так как оно для специалистов явным образом не следует из уровня техники и не может быть разработано с использованием известных методов, методик, правил и приемов расчета, проектирования и конструирования машин и их механизмов.Thus, according to the authors, the proposal is new in comparison with the prototype, since it is not known from the prior art. The proposal, according to the authors, has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art for specialists and cannot be developed using well-known methods, techniques, rules and techniques for calculating, designing and constructing machines and their mechanisms.

Предложенное техническое решение иллюстрируется структурно-конструктивной схемой прибора.The proposed technical solution is illustrated by the structural design of the device.

Согласно предложению учебный прибор для демонстрации деформаций тел (см. чертеж) содержит стойку 1 и установленный на ней брус 2, который выполнен, в частности, из упругого материала и на поверхность которого нанесена координатная сетка в виде ярких продольных и поперечных полос. Одним концом (нижним) брус 2 скреплен со стойкой 1. На поперечинах 3 и 4, которые закреплены на вертикальных планках 5 стойки 1, установлены поперечные деформаторы 6 и 7 для изгиба бруса 2, выполненные, в частности, в виде ползунов, подвижных относительно поперечин 3 и 4. Крутильный деформатор 8, выполненный в виде поперечного штыря, неподвижно соединен с другим концом (верхним) бруса 2, который свободно пропущен через отверстие 9 в поперечине 10 стойки 1. Прибор снабжен стержнем 11, скрепленным одним концом со стойкой 1 и другим концом с выступом 12 на поперечине 4. Стержень 11 выполнен разрезанным поперек и обтянут эластичной пленкой 13. На стержень 11 и пленку 13 нанесены яркие продольные полоски. На стержне 11 вблизи разреза установлен сдвигающий деформатор 14, выполненный в виде штыря. Прибор снабжен шарообразным телом 15, неподвижно соединенным с выступом 16 стойки 1 на стороне, противоположной стержню 11. На поверхность шарообразного тела 15 нанесены яркие концентричные окружности. С шарообразным телом 15 контактирует сминающий деформатор 17, выполненный в виде планки, подвижно соединенной с выступом 18 стойки 1 с возможностью смещения относительно выступа 18, в частности, с возможностью поворота.According to the proposal, the training device for demonstrating deformations of bodies (see the drawing) contains a rack 1 and a beam 2 mounted on it, which is made, in particular, of elastic material and on whose surface a coordinate grid is applied in the form of bright longitudinal and transverse stripes. At one end (lower), the beam 2 is fastened to the stand 1. On the cross members 3 and 4, which are mounted on the vertical bars 5 of the stand 1, transverse deformers 6 and 7 are installed for bending the beam 2, made, in particular, in the form of sliders movable relative to the cross members 3 and 4. The torsional deformer 8, made in the form of a transverse pin, is fixedly connected to the other end (upper) of the beam 2, which is freely passed through the hole 9 in the crosspiece 10 of the rack 1. The device is equipped with a rod 11, fastened at one end to the rack 1 and the other end with protrusion 12 on pop rechine 4. The rod 11 is cut transversely and covered with the elastic film 13. On the rod 11 and the foil 13 applied bright longitudinal strips. On the rod 11 near the cut mounted shift deformer 14, made in the form of a pin. The device is equipped with a spherical body 15 fixedly connected to the protrusion 16 of the rack 1 on the side opposite to the rod 11. Bright concentric circles are applied to the surface of the spherical body 15. With a spherical body 15 is contacted by a crushing deformer 17, made in the form of a strip, movably connected to the protrusion 18 of the rack 1 with the possibility of displacement relative to the protrusion 18, in particular, with the possibility of rotation.

Предложенный учебный прибор для демонстрации деформаций тел работает следующим образом. Нажимая на верхний конец бруса 2 или воздействуя на него в противоположную сторону, демонстрируют деформации сжатия и растяжения бруса 2. Сильно нажимая на верхний конец бруса 2, демонстрируют деформацию продольного изгиба. Деформацию кручения бруса 2 осуществляют с помощью крутильного деформатора 8. Нажимая попеременно или одновременно на поперечные деформаторы 6 и 7, демонстрируют деформации плоского или косого изгиба бруса 2. По искажению координатной сетки, нанесенной на поверхность бруса 2, судят о характере деформации его поверхностных слоев. Нажимая на сдвигающий деформатор 14, демонстрируют деформацию сдвига стержня 11. Эластичная пленка 13 увеличивает эффект наглядности, позволяя смещать части стержня 11 на видимую величину. Воздействуя с помощью сминающего деформатора 17 на шарообразное тело 15, демонстрируют деформацию смятия шарообразного тела 15.The proposed training device for demonstrating deformations of bodies works as follows. By pressing on the upper end of the beam 2 or acting on it in the opposite direction, compression and tensile deformations of the beam 2 are shown. By pressing strongly on the upper end of the beam 2, they show a deformation of longitudinal bending. The torsion deformation of the beam 2 is carried out using a torsional deformer 8. By pressing alternately or simultaneously on the transverse deformers 6 and 7, deformations of the flat or oblique bending of the beam 2 are shown. The distortion of the coordinate grid deposited on the surface of the beam 2, judge the nature of the deformation of its surface layers. By clicking on the shear deformer 14, shear deformation of the rod 11 is demonstrated. The elastic film 13 increases the visual effect, allowing parts of the rod 11 to be shifted by a visible amount. Acting with the help of a crushing deformer 17 on the spherical body 15, the deformation of the collapse of the spherical body 15 is demonstrated.

Таким образом, предложение расширяет функциональные возможности и наглядность прибора, позволяя демонстрировать все основные виды деформаций тел.Thus, the proposal expands the functionality and visibility of the device, allowing you to demonstrate all the main types of deformations of bodies.

Предложенный учебный прибор при испытаниях показал свою работоспособность и возможность достижения технического результата. Таким образом, предложение, по мнению авторов, имеет промышленную применимость.The proposed training device during testing showed its efficiency and the ability to achieve a technical result. Thus, the proposal, according to the authors, has industrial applicability.

Claims (1)

Учебный прибор для демонстрации деформаций тел, содержащий стойку, установленный на ней брус, скрепленный одним концом со стойкой, два поперечных деформатора, установленных на стойке, и крутильный деформатор, скрепленный с другим концом бруса, свободно пропущеным через отверстие в стойке, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стержень, скрепленный со стойкой обоими концами, разрезанный поперек и обтянутый эластичной пленкой, сдвигающий деформатор, установленный на стержне вблизи разреза, шарообразное тело, скрепленное со стойкой, и сминающий деформатор, установленный на стойке с возможностью контакта с шарообразным телом. A training device for demonstrating deformations of bodies, comprising a rack, a beam mounted on it, fastened at one end to the rack, two transverse deformers mounted on the rack, and a torsion deformer fastened at the other end of the beam, freely passed through the hole in the rack, characterized in that it additionally contains a rod, fastened to the stand by both ends, cut across and covered with an elastic film, a shear deformer mounted on the rod near the cut, a spherical body, bonded to the stand and a crushing deformer mounted on a rack with the possibility of contact with a spherical body.
RU2011106626/12A 2011-02-22 2011-02-22 Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies RU2456672C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106626/12A RU2456672C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106626/12A RU2456672C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456672C1 true RU2456672C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011106626/12A RU2456672C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456672C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1552220A1 (en) * 1988-01-04 1990-03-23 Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср Training aid on resistance of materials
SU1748002A1 (en) * 1990-02-26 1992-07-15 Украинская сельскохозяйственная академия Device for demonstration of hook law at torsion
RU53014U1 (en) * 2005-09-12 2006-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российское научно-производственное объединение "Росучприбор" DEMONSTRATION MODEL "PRINCIPLE OF SAINT-VENAN AND TENSION CONCENTRATION"
CN201237846Y (en) * 2007-09-19 2009-05-13 季倬 Solid thermal expansion demonstration instrument

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1552220A1 (en) * 1988-01-04 1990-03-23 Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср Training aid on resistance of materials
SU1748002A1 (en) * 1990-02-26 1992-07-15 Украинская сельскохозяйственная академия Device for demonstration of hook law at torsion
RU53014U1 (en) * 2005-09-12 2006-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российское научно-производственное объединение "Росучприбор" DEMONSTRATION MODEL "PRINCIPLE OF SAINT-VENAN AND TENSION CONCENTRATION"
CN201237846Y (en) * 2007-09-19 2009-05-13 季倬 Solid thermal expansion demonstration instrument

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЬМИР А.С., ГРИГОРЬЕВ Ю.П., МАРЬИН В.А., СТАНКЕВИЧ А.И. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум. - М.: ДРОФА, 2004, с.33, рис.1.8. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10955300B2 (en) Negative poisson ratio piezoresistive sensor and method of manufacture
Van Liedekerke et al. A particle-based model to simulate the micromechanics of single-plant parenchyma cells and aggregates
Choi et al. Low-velocity impact analysis of composite laminates using linearized contact law
Zhang et al. Experimental and numerical studies on the crush resistance of aluminum honeycombs with various cell configurations
US20190093728A1 (en) Shock absorbing and impact mitigating structures based on axial-rotational coupling mechanism
Wang et al. Anisotropic wetting of droplets on stripe-patterned chemically heterogeneous surfaces: effect of length ratio and deposition position
Zhang et al. Strain-controlled switching of hierarchically wrinkled surfaces between superhydrophobicity and superhydrophilicity
Khoshravan et al. Numerical and experimental analyses of the effect of different geometrical modelings on predicting compressive strength of honeycomb core
CN103106816B (en) Movable building seismic performance dynamic simulation analyzer
DE13750892T1 (en) MOTION SIMULATOR
Bae et al. Measuring the elastic modulus of thin polymer sheets by elastocapillary bending
WO2014018962A2 (en) Controlled material interface transformation
Feng et al. Investigation of tactile bump array actuated with ionic polymer–metal composite cantilever beams for refreshable braille display application
Börner et al. Real time hybrid modeling for ocean wave energy converters
Wang et al. Quadratic solid–shell elements for nonlinear structural analysis and sheet metal forming simulation
RU2456672C1 (en) Educational apparatus for demonstrating deformation of bodies
Manna et al. Effect of surcharge load on stability of slopes-testing and analysis
Feng et al. Fabrication and characterization of arbitrary shaped μIPMC transducers for accurately controlled biomedical applications
CN113939724A (en) Stretchable bidirectional capacitive pressure sensor and use method thereof
Rizzi et al. Modeling and development of an auxetic foam-based multimodal capacitive strain gauge
Zhang et al. An efficient adaptive analysis procedure for certified solutions with exact bounds of strain energy for elasticity problems
EP2508381A3 (en) Pressure tank device with two pressure tank sections
Yeh et al. Adaptive phase-field modeling of anisotropic wetting with line tension at the triple junction
Zhu et al. STRUCTURAL PERFORMANCE OF DOU GONG BRACKETS OF YINGXIAN WOOD PAGODA UNDER VERTICAL LOADING
Tran et al. Analytical modeling and FE simulation for analyzing applied forces during roll bending process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140223