RU59870U1

RU59870U1 - EDUCATIONAL INSTRUMENT ON BUILDING MECHANICS

Info

Publication number: RU59870U1
Application number: RU2006119940/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Вышегородцев; Сергей Александрович Силенко; Иван Анатольевич Филитович; Анатолий Суликович Пилишвили
Original assignee: Серпуховской военный институт ракетных войск (СВИ РВ)
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2006-12-27

Abstract

Полезная модель относится к области учебных и наглядных пособий, по строительной механике и может быть использована в учебном процессе ВУЗов.The utility model relates to the field of educational and visual aids, in structural mechanics and can be used in the educational process of universities.

В полезной модели решается задача расширения функциональных возможностей учебного прибора, заключающейся в демонстрация потери устойчивости от действия сдвигающего усилия.The utility model solves the problem of expanding the functionality of a training device, which consists in demonstrating the loss of stability from the action of a shear force.

Для нагружения сдвигающим усилием оболочки на основании установлена дополнительная стойка 26, снабженная верхним 27 и нижним 28 блоками, с возможностью вращения, причем верхний блок укреплен с возможностью вертикального перемещения по стойке и снабжен фиксирующим винтом 29, нижний блок снабжен рычагом 30 и соединен с верхним зажимным устройством, посредством жестко закрепленного троса 31 перекинутого через верхний блок, трос имеет разрыв между верхним блоком и верхним зажимным устройством и в этом разрыве установлен динамометр 32.To load the shear force of the casing, an additional strut 26 is installed on the base, equipped with upper 27 and lower 28 blocks, rotatably, the upper block is mounted vertically movable along the strut and provided with a fixing screw 29, the lower block is equipped with a lever 30 and connected to the upper clamping device, by means of a rigidly fixed cable 31 thrown over the upper block, the cable has a gap between the upper block and the upper clamping device and a dynamometer 32 is installed in this gap.

Description

Известен учебный прибор по строительной механике, содержащий закрепленные на основании нижнее зажимное устройство и стойку, установленное на стойке нагружающее устройство, выполненное в виде рычага с грузом, шарнирно связанного с толкателем, установленным в направляющем стакане, связанное с толкателем верхнее зажимное устройство, с установленным между зажимными устройствами деформируемым объектом (Рубашников А.Г. Лабораторные установки по сопротивлению материалов. Москва: "Высшая школа", 1966 г., с.137.).A training device in structural mechanics is known, comprising a lower clamping device and a rack fixed to the base, a loading device mounted on the rack, made in the form of a lever with a load pivotally connected to a pusher installed in the guide cup, an upper clamping device connected to the pusher, with clamping devices of a deformable object (Rubashnikov AG Laboratory installations for the resistance of materials. Moscow: "Higher School", 1966, p.137.).

Недостатком этого прибора является невозможность демонстрации потери устойчивости тонкостенных конструкций от действия сдвигающего усилия.The disadvantage of this device is the inability to demonstrate the loss of stability of thin-walled structures from the action of shear.

Также известен учебный прибор по строительной механике, содержащий закрепленные на основании нижнее зажимное устройство и стойку, выполненную в виде винта, установленное на стойке нагружающее устройство, выполненное в виде телескопического рычага с грузом, шарнирно связанного с толкателем, установленным в направляющем стакане, связанное с толкателем верхнее зажимное устройство, установленный между зажимными устройствами деформируемым объект - цилиндрическую оболочку, винтовой ограничитель, установленный на нижнем зажимном устройстве, причем зажимные устройства выполнены в виде дисков, на торцевых поверхностях которых установлены кольцевые приспособления для крепления торцов деформируемого объекта, диск нижнего зажимного устройства имеет каналы для соединения с насосом и вакуум- насосом, нагружающее устройство связано с винтом стойки посредством ходовой и Also known is a training device in structural mechanics, comprising a lower clamping device and a rack made in the form of a screw mounted on a base, a loading device mounted on a rack, made in the form of a telescopic lever with a load, pivotally connected to a pusher installed in a guide glass, connected with a pusher the upper clamping device installed between the clamping devices a deformable object - a cylindrical shell, a screw limiter mounted on the lower clamping device ve, and the clamping devices are made in the form of disks, on the end surfaces of which ring devices are mounted for fastening the ends of the deformable object, the disk of the lower clamping device has channels for connecting to the pump and the vacuum pump, the loading device is connected to the rack screw by means of a chassis and

стопорной гаек, а груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещения (Авторское свидетельство №1756928 G 09 В 23/06).lock nuts, and the load is mounted on a lever with the possibility of axial movement (Copyright certificate No. 1756928 G 09 V 23/06).

Недостатком этого прибора является невозможность демонстрации потери устойчивости тонкостенных конструкций от действия сдвигающего усилия, а также при совместном действии сдвигающего усилия и внутреннего или внешнего избыточного давления.The disadvantage of this device is the inability to demonstrate the loss of stability of thin-walled structures from the action of shear forces, as well as the combined action of shear forces and internal or external overpressure.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей, заключающейся в демонстрация потери устойчивости от действия сдвигающего усилия.The purpose of the utility model is to expand the functionality, which consists in demonstrating the loss of stability from the action of shear.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе по строительной механике, содержащем закрепленные на основании нижнее зажимное устройство и стойку, выполненную в виде винта, установленное на стойке нагружающее устройство, выполненное в виде телескопического рычага с грузом, шарнирно связанного с толкателем, установленным в направляющем стакане, связанное с толкателем верхнее зажимное устройство, установленный между зажимными устройствами деформируемым объект - цилиндрическую оболочку, винтовой ограничитель, установленный на нижнем зажимном устройстве, причем зажимные устройства выполнены в виде дисков, на торцевых поверхностях которых установлены кольцевые приспособления для крепления торцов деформируемого объекта, диск нижнего зажимного устройства имеет каналы для соединения с насосом и вакуум- насосом, нагружающее устройство связано с винтом стойки посредством ходовой и стопорной гаек, груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещения, верхнее зажимное устройство имеет точку крепления соединенную тросом с дополнительным нагружающим устройством, дополнительное нагружающее устройство выполнено в виде верхнего и нижнего блоков на стойке и закреплено на основании, верхний блок имеет возможность вертикального перемещения и фиксирующий винт, нижний блок имеет рычаг и точку крепления троса, на основании установлена дополнительная стойка, снабженная верхним и нижним блоками This goal is achieved by the fact that in the device according to structural mechanics, comprising a lower clamping device and a rack made on the base, made in the form of a screw, a loading device mounted on the rack, made in the form of a telescopic lever with a load, pivotally connected to a pusher installed in the guide glass the upper clamping device connected with the pusher, installed between the clamping devices by a deformable object - a cylindrical shell, a screw stop installed on the lower a clamping device, and the clamping device is made in the form of disks, on the end surfaces of which ring devices are mounted for fastening the ends of the deformable object, the disk of the lower clamping device has channels for connecting to the pump and the vacuum pump, the loading device is connected to the rack screw by means of the spindle and lock nuts , the load is mounted on the lever with the possibility of axial movement, the upper clamping device has a mounting point connected by a cable to an additional loading device , the additional loading device is made in the form of upper and lower blocks on a rack and mounted on the base, the upper block has the ability to move vertically and a fixing screw, the lower block has a lever and a cable attachment point, an additional rack equipped with upper and lower blocks is installed on the base

с возможностью вращения, причем верхний блок укреплен с возможностью вертикального перемещения по стойке и снабжен фиксирующим винтом, нижний блок снабжен рычагом и соединен с верхним зажимным устройством, посредством жестко закрепленного троса перекинутого через верхний блок, трос имеет разрыв между верхним блоком и верхним зажимным устройством и в этом разрыве установлен динамометр.with the possibility of rotation, and the upper block is strengthened with vertical movement along the rack and is equipped with a fixing screw, the lower block is equipped with a lever and connected to the upper clamping device, by means of a rigidly fixed cable thrown over the upper block, the cable has a gap between the upper block and the upper clamping device and a dynamometer is installed in this gap.

На фиг.1 показана схема предлагаемого учебного прибора по строительной механике.Figure 1 shows a diagram of the proposed training device in structural mechanics.

Прибор имеет закрепленные на основании 1 нижнее зажимное устройство 2 и стойку 3, выполненную в виде винта. Верхнее зажимное устройство 4 связано с нагружающим устройством, закрепленным на стойке 3 посредством ходовой гайки 5 и стопорной гайки 6, между которыми установлена втулка 7. С втулкой 7 связан телескопический рычаг 8, на котором с возможностью осевого перемещения установлен груз 9. Рычаг 8 связан с верхним зажимным устройством 4 посредством установленного в направляющем стакане 10 толкателя 11. Стакан 10 телескопической тягой 12 соединен со втулкой 7. Телескопический рычаг 8 и телескопическая тяга 13 выполнены с возможностью фиксации винтами 13 и 14 в заданном положении. На нижнем зажимном устройстве 2 установлен винтовой ограничитель 15. Зажимные устройства 2 и 4 выполнены в виде дисков, на торцевых поверхностях которых установлены кольцевые приспособления 16 для крепления торцов цилиндрической оболочки 17. Кольцевые приспособления 16 состоят из двух камер давления, одна сторона которых, обращенная к оболочке 17, выполнена в виде эластичной мембраны 18. Диск нижнего зажимного устройства 2 имеет канал 19 для соединения трубопроводом с пультом управления 20, который связан с вакуум-насосом 21 и насосом 22. Кроме того в каждую камеру всех кольцевых приспособлений 16 для крепления торцов цилиндрической оболочки 17 от пульта управления 20 подается сжатый воздух (не показано). На пульте управления 20 расположены вакуумметр 23 и манометры 24 и 25 (не The device has fixed on the base 1 lower clamping device 2 and the rack 3, made in the form of a screw. The upper clamping device 4 is connected with a loading device mounted on the rack 3 by means of a driving nut 5 and a lock nut 6, between which a sleeve 7 is mounted. A telescopic lever 8 is connected to the sleeve 7, on which the load 9 is mounted with the possibility of axial movement. The lever 8 is connected with the upper clamping device 4 by means of a pusher 11 installed in the guiding cup 10. The telescopic rod 12 is connected to the sleeve 7. The telescopic arm 8 and the telescopic rod 13 are fixed with screws 13 and 1 4 in the set position. A screw stopper 15 is installed on the lower clamping device 2. The clamping devices 2 and 4 are made in the form of disks, on the end surfaces of which ring devices 16 are mounted for fastening the ends of the cylindrical shell 17. Ring devices 16 consist of two pressure chambers, one side of which facing the shell 17 is made in the form of an elastic membrane 18. The disk of the lower clamping device 2 has a channel 19 for connection by a pipe to the control panel 20, which is connected to the vacuum pump 21 and the pump 22. In addition compressed air (not shown) is supplied to each chamber of all the ring devices 16 for attaching the ends of the cylindrical shell 17 from the control panel 20. On the control panel 20 are a vacuum gauge 23 and manometers 24 and 25 (not

показаны). На основании установлена дополнительная стойка 26, снабженная верхним 27 и нижним 28 блоками, с возможностью вращения, причем верхний блок укреплен с возможностью вертикального перемещения по стойке и снабжен фиксирующим винтом 29, нижний блок снабжен рычагом 30 и соединен с верхним зажимным устройством, посредством жестко закрепленного троса 31 перекинутого через верхний блок, трос имеет разрыв между верхним блоком и верхним зажимным устройством и в этом разрыве установлен динамометр 32.shown). On the basis of the installed additional rack 26, equipped with upper 27 and lower 28 blocks, rotatable, and the upper block is mounted with vertical movement along the rack and is equipped with a fixing screw 29, the lower block is equipped with a lever 30 and connected to the upper clamping device, by means of a rigidly fixed the cable 31 thrown over the upper block, the cable has a gap between the upper block and the upper clamping device, and a dynamometer 32 is installed in this gap.

Прибор работает следующим образом.The device operates as follows.

Испытываемую оболочку 17 устанавливают в кольцевые приспособления 16 зажимных устройств 2 и 4. Ограничитель 15 установлен таким образом, чтобы между его верхним торцом и низом верхнего зажимного устройства 4 был зазор, обеспечивающий максимально допустимые перемещения оболочки в момент потери устойчивости (с помощью гаек 5 и 6 устанавливают высоту нагружающего устройства в соответствии с длиной оболочки).The test casing 17 is installed in the ring devices 16 of the clamping devices 2 and 4. The limiter 15 is installed so that there is a gap between its upper end and the bottom of the upper clamping device 4, which ensures the maximum permissible movement of the shell at the moment of loss of stability (using nuts 5 and 6 set the height of the loading device in accordance with the length of the shell).

Демонстрация явления потери устойчивости и определения критической силы гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек расширяется по сравнению с прототипом за счет:The demonstration of the phenomenon of loss of stability and determination of the critical force of smooth and reinforced cylindrical shells is expanded in comparison with the prototype due to:

Нагружение сдвигающем усилием.Shear loading.

В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 27 устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 26 и фиксируют винтом 29. Нагружение цилиндрической оболочки 17 осуществляют поворотом рычага 30 укрепленного на нижнем блоке 28. Величина критической силы отсчитывают по динамометру 32.In the initial position, the pusher 11 of the loading device does not come into contact with the upper clamping device 4. The upper block 27 is installed at the required height of the additional rack 26 and fixed with a screw 29. The loading of the cylindrical shell 17 is carried out by turning the lever 30 mounted on the lower block 28. The critical force value is counted by the dynamometer 32.

Нагружение сдвигающем усилием и избыточным внутренним давлением.Shear loading and excessive internal pressure.

В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 27 In the initial position, the pusher 11 of the loading device does not come into contact with the upper clamping device 4. The upper block 27

устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 26 и фиксируют винтом 29. Включают насос 22 и надувают оболочку заданным давлением. Величина избыточного давления во внутренней полости оболочки контролируется по манометру 24. Нагружение цилиндрической оболочки 17 осуществляют поворотом рычага 30 укрепленного на нижнем блоке 28. Величина критической силы отсчитывают по динамометру 32.set at the required height of the additional rack 26 and fixed with a screw 29. Turn on the pump 22 and inflate the shell with a given pressure. The amount of excess pressure in the inner cavity of the shell is controlled by a pressure gauge 24. The loading of the cylindrical shell 17 is carried out by turning the lever 30 mounted on the lower block 28. The value of the critical force is measured by the dynamometer 32.

Нагружение сдвигающем усилием и избыточным внешним давлением. В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 27 устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 26 и фиксируют винтом 29. Нагружение цилиндрической оболочки 17 осуществляют поворотом рычага 30 укрепленного на нижнем блоке 28 до величины сдвигающего усилия меньшего критической силе. Далее включается вакуум-насос 21 до момента наступления потери устойчивости оболочки. Степень разряжения во внутренней поверхности оболочки контролируется по вакуумметру 23.Shear loading and excessive external pressure. In the initial position, the pusher 11 of the loading device does not come into contact with the upper clamping device 4. The upper block 27 is installed at the required height of the additional rack 26 and fixed with a screw 29. The loading of the cylindrical shell 17 is carried out by turning the lever 30 mounted on the lower block 28 to a shear force value of less critical force . Next, the vacuum pump 21 is turned on until the shell becomes unstable. The degree of vacuum in the inner surface of the shell is controlled by a vacuum gauge 23.

Предлагаемая учебная установка позволяет демонстрировать нагружение оболочки осевой сжимающей или сдвигающей силой, внешним или внутренним избыточным давлением, а также их комбинацией, что существенно расширяет дидактические возможности при изучении явления потери устойчивости гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек, обеспечивая наглядность картины потери устойчивости при расширении возможности нагружения.The proposed training facility allows one to demonstrate shell loading by axial compressive or shear forces, external or internal overpressure, and their combination, which significantly expands the didactic possibilities in studying the phenomenon of stability loss of smooth and reinforced cylindrical shells, providing a clear picture of the stability loss while expanding the loading capabilities.

Claims

A training device in structural mechanics, comprising a lower clamping device and a rack made in the form of a screw mounted on a base, a loading device mounted on a rack, made in the form of a telescopic lever with a load, pivotally connected to a pusher installed in the guide cup, an upper clamp connected to the pusher a device installed between the clamping devices a deformable object is a cylindrical shell, a screw limiter mounted on the lower clamping device, and The devices are made in the form of disks, on the end surfaces of which ring devices are mounted for fastening the ends of the deformable object, the disk of the lower clamping device has a channel for connecting to the pump and the vacuum pump, the loading device is connected to the rack screw by means of the spindle and lock nuts, and the load is installed on the lever with the possibility of axial movement, characterized in that on the basis of the installed additional rack, equipped with upper and lower blocks for rotation, and the upper block fastened with the possibility of vertical movement of the rack and is provided with a locking screw, the lower unit is provided with a lever and connected to the upper clamping device by rigidly fixed rope thrown over the upper unit, the cable has a gap between the upper unit and an upper clamping device and the gap is set dynamometer.