RU61452U1

RU61452U1 - DEVICE FOR DEMONSTRATION OF THE LOSS OF STABILITY OF THIN-WALL MOUNTED SHELLS

Info

Publication number: RU61452U1
Application number: RU2006126354/22U
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: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2007-02-27

Abstract

Полезная модель относится к области учебных и наглядных пособий, по строительной механике и может быть использована в учебном процессе ВУЗов. В полезной модели решается задача расширения функциональных возможностей учебного прибора, заключающейся в демонстрация потери устойчивости от действия крутящего момента. Для нагружения крутящим моментом оболочки верхнее зажимное устройство 4 выполнено с возможностью вращения в горизонтальной плоскости относительно винтового ограничителя 15 и к боковой поверхности верхнего зажимного устройства 4 прикреплен рычаг 26. На основании установлена дополнительная стойка 27, снабженная верхним 28 и нижним 29 блоками, причем верхний блок укреплен с возможностью вертикального перемещения по стойке 27 и снабжен фиксирующим винтом 30, нижний блок снабжен рычагом 31 и соединен с верхним зажимным устройством, посредством жестко закрепленного троса 32 перекинутого через верхний блок 28, в тросе между верхним блоком и верхним зажимным устройством установлен динамометр 33.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. The utility model solves the problem of expanding the functionality of the training device, which consists in demonstrating the loss of stability from the action of torque. To load the shell with a torque, the upper clamping device 4 is rotatable in a horizontal plane relative to the screw stop 15 and a lever 26 is attached to the side surface of the upper clamping device 4. An additional strut 27 is provided on the base, equipped with upper 28 and lower 29 blocks, with the upper block reinforced with the possibility of vertical movement on the rack 27 and is equipped with a fixing screw 30, the lower block is equipped with a lever 31 and is connected to the upper clamping device, by means of TCR fixed rope 32 spanned through the upper unit 28, in the cable between the upper unit and an upper clamping device 33 mounted dynamometer.

Description

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.

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 a guide cup, an upper clamping device connected to the pusher, installed between 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 крутящего момента.The disadvantage of this device is the inability to demonstrate the loss of stability of thin-walled structures from the action of torque.

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, A training device in structural mechanics is also known, which comprises a lower clamping device and a rack made in the form of a screw mounted on a base, 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 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,

нагружающее устройство связано с винтом стойки посредством ходовой и стопорной гаек, а груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещения (Авторское свидетельство №1756928 G 09 В 23/06).the loading device is connected to the rack screw by means of the travel and lock nuts, and the load is mounted on a lever with the possibility of axial movement (Author's certificate No. 1756928 G 09 V 23/06).

Недостатком этого прибора является невозможность демонстрации потери устойчивости тонкостенных конструкций от действия крутящего момента, а также при совместном действии крутящего момента 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 torque, as well as the combined action of torque and internal or external overpressure.

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

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для демонстрации потери устойчивости тонкостенных подкрепленных оболочек, 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 выполнено с возможностью вращения в горизонтальной плоскости относительно винтового ограничителя и к боковой поверхности верхнего зажимного устройства прикреплен рычаг, на основании установлена дополнительная стойка, снабженная верхним и нижним блоками, причем верхний блок укреплен с возможностью This goal is achieved by the fact that in the device for demonstrating the loss of stability of thin-walled reinforced shells containing 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 the pusher, installed in the guide cup, the upper clamping device connected with the pusher, installed between the clamping devices a deformable object - a cylindrical shell y, a screw limiter mounted on the lower clamping device, 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 with a stand screw by means of a running nut and a lock nut, the load is mounted on a lever with the possibility of axial movement, the upper clamping device is rotatable in a horizontal plane relative to the screw stop and to the side surface of the upper clamping device, a lever is attached, an additional stand is provided on the base, equipped with upper and lower blocks, and the upper block is fortified

вертикального перемещения по стойке и снабжен фиксирующим винтом, нижний блок снабжен рычагом и соединен с рычагом верхнего зажимного устройства, посредством жестко закрепленного троса перекинутого через верхний блок, тросе между верхним блоком и верхним зажимным устройством установлен динамометр.vertical movement along the rack and is equipped with a fixing screw, the lower block is equipped with a lever and connected to the lever of the upper clamping device, a dynamometer is installed between the upper block and the upper clamping device by means of a rigidly fixed cable thrown through the upper block.

На фиг.1 и фиг.2 показана схема предлагаемого прибора для демонстрации потери устойчивости тонкостенных подкрепленных оболочек.Figure 1 and figure 2 shows a diagram of the proposed device to demonstrate the loss of stability of thin-walled reinforced shells.

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 12 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 показаны). Верхнее зажимное устройство 4 выполнено с возможностью 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 guide cup 10. The telescopic rod 12 of the telescope 12 is connected to the sleeve 7. The telescopic arm 8 and the telescopic rod 12 are made to be 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 is 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 pressure gauges 24 and 25 (not shown). The upper clamping device 4 is made with the possibility

вращения в горизонтальной плоскости относительно винтового ограничителя 15 и к боковой поверхности верхнего зажимного устройства 4 прикреплен рычаг 26. На основании установлена дополнительная стойка 27, снабженная верхним 28 и нижним 29 блоками, причем верхний блок укреплен с возможностью вертикального перемещения по стойке 27 и снабжен фиксирующим винтом 30, нижний блок снабжен рычагом 31 и соединен с верхним зажимным устройством, посредством жестко закрепленного троса 32 перекинутого через верхний блок 28, в тросе между верхним блоком и верхним зажимным устройством установлен динамометр 33.in rotation in a horizontal plane relative to the screw stop 15 and to the side surface of the upper clamping device 4, a lever 26 is attached. On the base there is an additional rack 27 provided with upper 28 and lower 29 blocks, and the upper block is mounted for vertical movement along the rack 27 and provided with a fixing screw 30, the lower block is provided with a lever 31 and is connected to the upper clamping device, by means of a rigidly fixed cable 32 thrown over the upper block 28, in the cable between the upper block and the upper The clamping device is equipped with a dynamometer 33.

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:

- нагружения крутящим усилием.- loading by a twisting effort.

В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 28 устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 27 и фиксируют винтом 30. Нагружение цилиндрической оболочки 17 осуществляют поворотом рычага 31 укрепленного на нижнем блоке 29. Величина критической силы отсчитывают по динамометру 33;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 28 is installed at the required height of the additional rack 27 and fixed with a screw 30. The loading of the cylindrical shell 17 is carried out by turning the lever 31 mounted on the lower block 29. The critical force value is counted by the dynamometer 33;

- нагружения крутящим усилием и избыточным внутренним давлением.- loading by a twisting effort and excessive internal pressure.

В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 28 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 28

устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 27 и фиксируют винтом 30. 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 31 укрепленного на нижнем блоке 29. Величина критической силы отсчитывают по динамометру 33.set at the required height of the additional rack 27 and fixed with a screw 30. 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 31 mounted on the lower block 29. The value of the critical force is measured by the dynamometer 33.

Нагружение крутящим усилием и избыточным внешним давлением.Torque loading and excessive external pressure.

В исходном положении толкатель 11 нагружающего устройства не соприкасается с верхним зажимным устройством 4. Верхний блок 28 устанавливают на требуемой высоте дополнительной стойки 27 и фиксируют винтом 30. Нагружение цилиндрической оболочки 17 осуществляют поворотом рычага 31 укрепленного на нижнем блоке 29 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.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 28 is installed at the required height of the additional rack 27 and fixed with a screw 30. The loading of the cylindrical shell 17 is carried out by turning the lever 31 mounted on the lower block 29 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 потерю устойчивости тонкостенной подкрепленной оболочки от действия осевой сжимающей силой, крутящего момента, внешним или внутренним избыточным давлением, а также их комбинацией, что существенно расширяет дидактические возможности при изучении явления потери устойчивости подкрепленных цилиндрических оболочек, обеспечивая наглядность картины потери устойчивости при расширении возможности нагружения.The proposed training facility allows you to demonstrate the loss of stability of a thin-walled reinforced shell from the action of axial compressive force, torque, external or internal overpressure, as well as their combination, which significantly expands the didactic possibilities in studying the phenomenon of buckling of reinforced cylindrical shells, providing a clear picture of the stability loss at expanding loading capabilities.

Claims

A device for demonstrating the loss of stability of thin-walled reinforced shells, comprising a lower clamping device and a stand made in the form of a screw mounted on a stand, a loading device mounted on a stand made in the form of a telescopic arm with a load pivotally connected to a pusher installed in the guide glass, connected with the pusher is the upper clamping device installed between the clamping devices by a deformable object - a cylindrical shell, a screw stop installed on and the lower 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 a channel for connecting to the pump and the vacuum pump, the loading device is connected to the rack screw via the chassis and lock nuts, and the load is mounted on the lever with the possibility of axial movement, characterized in that the upper clamping device is made to rotate in horizontal oskosti relative to the screw limiter and a lever is attached to the side surface of the upper clamping device, an additional rack is provided on the base, equipped with upper and lower blocks, the upper block being mounted with vertical movement along the rack and equipped with a fixing screw, the lower block is equipped with a lever and connected to the upper lever the clamping device, by means of a rigidly fixed cable thrown over the upper block, is installed in the cable between the upper block and the upper clamping device inamometer.