SU1756928A1 - Учебный прибор по строительной механике - Google Patents

Abstract

Использование: учебные и нагл дные пособи , в частности, по строительной механике . Сущность изобретени 1 деформируемый объект - цилиндрическую оболочку помещают в кольцевые приспособлени  дл  креплени  торцов. Измен   величину давлени  в камерах приспособлени , обеспечивают различные услови  опирани  верхнего и нижнего торцов оболочки, при этом демонстрируют  вление потери устойчивости, а также определ ют критическую силу гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек в зависимости от точки приложени  осевой сжимающей силы при расширении возможностей нагружени , приложени  не только внешнего избыточного давлени , но и внутреннего избыточного давлени . 1 ил

Description

(/

с

Изобретение относитс  к учебным и нагл дным пособи м, в частности по строительной механике, и может быть использовано в учебном процессе ВУЗов.

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 св занное с толкателем верхнее зажимное устройство с установленным между зажимными устройствами деформируемым объектом

Однако известный прибор не позвол ет демонстрировать потерю устойчивости тонкостенных гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек различных длин, нагруженных осей сжимающей силой и избыточным внешним давлением.

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 рычага с грузом, шарнирно св занное с толкателем, установленным в направл ющем стакане, св занное с толкателем верхнее зажимное устройство, установленный между зажимными устройствами деформируемый объект - цилиндрическа  оболочка, винтовой ограничитель , установленный на нижнем зажим- ном устройстве , причем зажимные устройства выполнены в виде дисков .при этом диск нижнего зажимного устройства имеет канал дл  соединени  с вакуум-насосом , нагружающее устройство св зано с винтом стойки посредством ходовой и стопорной гаек, а груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещени ,

Однако данный прибор не позвол ет демонстрировать потерю устойчивости тонко (J

О

4D ho

00

стенных гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек при различных услови х закреплени  торцов оболочки, при совместном действии осевой сжимающей силы и внутреннего избыточного давлени , и при внецентренном приложении осевой сжимающей силы.

Цель изобретени  - расширение демонстрационных возможностей прибора путем устранени  отмеченного недостатка.

Дл  достижени  поставленной цели 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 рычага с грузом, шарнирно св занного с толкателем, установленным в направл ющем стакане, св занное с толкателем верхнее зажимное устройство, установленный между зажимными устройствами деформируемый объект - цилиндрическа  оболочка, винтовой ограничитель , установленный на нижнем зажимном устройстве, причем зажимные устройства выполнены в виде дисков, при этом диск нижнего зажимного устройства имеет канал дл  соединени  с вакуум-насосом, нагружающее устройство св зано с винтом стойки посредством ходовой и стопорной гаек, а груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещени , имеет на торце- вых поверхност х дисков зажимных устройств кольцевые приспособлени  дл  креплени  торцов деформируемого объекта , рычаг нагружающего устройства, выполненный телескопическим, с возможностью фиксации в заданном положении, а к каналу в диске нижнего зажимного устройства кроме вакуум-насоса через пульт управлени  подсоединен насос.

На чертеже показана схема предлагаемого прибора по строительной механике.

Прибор имеет закрепленные на основании 1 нижнее зажимное устройство 2 и стойку 3, выполненную в виде винта. Верхнее зажимное устройство 4 св зано с нагружающим устройством закрепленной на стойке 3 посредством ходовой гайки 5 и стопорной гайки 6, между которыми установлена втулка 7. С втулкой 7 св зан телескопический градуированный рычаг 8, на котором с возможностью осевого перемещени  установлен груз 9. Рычаг 8 св зан с верхним зажимным устройством 4 посредством установленного в направл ющем стакане 10 толкател  11. Стакан 10 телескопической т гой 12 соединен со втулкой 7. Телескопический рычаг 8 и телескопическа  т га 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 поверхност х которых установлены кольцевые приспособлени  16 дл  креплени  торцов цилиндрической оболочки 17. Кольцевые приспособлени  16 состо т из двух камер Р давлени , одна сторона кото0 рых. обращенна  к оболочке 17, выполнена в виде эластичной мембраны 18. Диск нижнего зажимного устройства 2 имеет канал 19 дл  соединени  трубопроводом с пультом управлени  20. который св зан с вакуум-на5 сосом 21 и насосом 22. Кроме того в каждую камеру всех кольцевых приспособлений 16 дл  креплени  торцов цилиндрической оболочки 17 от пульта управлени  20 подаетс  сжатый воздух (не показано). На пульте уп0 равлени  20 расположены вакуумметр 23 и манометры 24 и 25 (не показаны).

Прибор работает следующим образом. Испытывают оболочку 17 устанавливают в кольцевых приспособлени х 16 зажим5 ных устройств 2 и 4. Ограничитель 16 установлен таким образом, чтобы между его верхним торцом и дном глухого отверсти  верхнего зажимного устройства 4 был зазор , обуславливающий максимально допу0 стимые перемещени  оболочки в момент потери устойчивости (с помощью гаек 5 и 6 устанавливают высоту нагружающего устройства в соответствии с длиной оболочки).

5 Демонстраци   влени  потери устойчивости и определени  критической силы гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек в зависимости от точки приложени  осевой сжимающей силы при различных

0 услови х закреплени  торцов выполн ютс  следующим образом.

Нагружение осевой сжимающей силой. В исходном положении телескопический рычаг 8 нагружающего устройства дол5 жен занимать горизонтальное положение. При центральном нагружении осева  сжимающа  сила прикладываетс  по линии продольной оси оболочки в точке С. При внецентренном нагружении осева  сжима0 юща  сила прикладываетс  эксцентрично относительно продольной оси оболочки в одной из точек А, В, М, Выбор режима осуществл етс  изменением длины телескопического рычага 8 и телескопической т гой 12

5 и фиксации их в заданном положении винтами 13 и 14. Подвижный груз 9 устанавливают на минимально коротком плече телескопического рычага 8. Плавно перемеща  груз 9 по рычагу 8, добиваютс   влени  потери устойчивости. При этом выбираетс  ограничительный зазор, зажимное устройство 4 садитс  на верхний торец ограничител  15. Величина критической силы отсчитываетс  по измерительной шкале 8,

В исходном положении нагружающее устройство отведено в сторону вращением втулки 7 вокруг стойки 3. Зазор между дном глухого отверсти  верхнего зажимного устройства А и ограничителем 15 отсутствует. С пульта управлени  20 включают вакуумный насос 21, и происходит откачка воздуха из внутренней полости оболочки. Вешнее избыточное давление приводит к потере устойчивости оболочки. Избыточное давление определ етс  как разность между атмосферным давлением и давлением во внутрен- ней полости оболочки,

Нагружение осевой силой и внешним избыточным давлением.

В исходном положении телескопический рычаг 8 нагружающего устройства ус- танавливают в горизонтальное положение. Измен   длину телескопического рычага 8 и телескопической т ги 12 и, фиксиру  их в заданном положении винтами 13 и 14, выбираем режим центрального или внецент- репного нагружени  осевой сжимающей силой. С помощью подвижного груза 9 создаетс  осева  сжимающа  сила, меньша  критической. Далее включаетс  вакуум-насос 21 до момента наступлени  потери ус- тойчивости оболочки. Степень разрежени  во внутренней поверхности оболочки контролируетс  по вакуумметру 23.

Нагружение осевой сжимающей силой и внутренним избыточным давлением.

В исходном положении телескопический рычаг 8 нагружающего устройства устанавливают в горизонтальное положение. Включают насос 22 и надувают оболочку заданным давлением. Величина избыточно- го давлени  во внутренней полости оболочки контролируетс  по манометру 24. Измен   длину телескопического рычага 8 и телескопической т ги 12 и, фиксиру  их в заданном положении винтами 13 и 14, вы- бираем режим центрального или внецент- ренного нагружени  осевой сжимающей силой. С помощью подвижного груза 9 создаетс  осева  больше критической.

Во всех названных случа х учебный прибор позвол ет демонстрировать зависимость критических нагрузок от условий опи- рани  оболочки по торцам.

Изменение условий закреплени  торцов оболочки обеспечиваетс  конструкцией кольцевых приспособлений 16 дл  креплени  торцов цилиндрической оболочки 17. Дл  реализации шарнирного олирани  торцов оболочки давлени  в камеры приспособлений 16 не подаетс . При этом между

мембранами существует зазор, в котором свободно размещаютс  торцы оболочек. Дл  реализации жесткого защемлени  торцов оболочки в камеры приспособлени  16 через пульт управлени  20 от насоса 22 подаетс  максимальное давление, его величина контролируетс  по манометру 25. При этом мембраны обжимают торцы оболочки таким образом, что полностью исключают возможность их перемещений. Дл  реализации упругого закреплени  торцов оболочки в камеры приспособлени  16 через пульт управлени  20 от насоса 22 подаетс  давление , обеспечивающее обжатие торцов оболочки с ограничением их подвижности, завис щей от уровн  давлени .

Предлагаемый прибор обеспечивает возможность как одинаковых, так и различных условий опирани  верхнего и нижнего торцов оболочки.

Предлагаема  учебна  установка существенно расшир ет дидактические возможности при изучении  влений потери устойчивости гладких и подкрепленных цилиндрических оболочек, обеспечива  нагл дность картины потери устойчивости при расширении возможностей нагружени , различных соотношени х длин и типов подкрепл ющих элементов оболочек, а также при различных услови х закреплени  торцов оболочки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   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 рычага с грузом, шзрнирно св занного с толкателем, установленным в направл ющем стакане, св занное с толка-0 телем верхнее зажимное устройство, уста- новленный между зажимными устройствами деформируемый объект - цилиндрическую оболочку, винтовой ограничитель , установленный на нижнем устройстве, причем зажимные устройства выполнены в виде дисков, диск нижнего зажимного устройства имеет канал дл  соединени  с вакуум-насосом, нагружающее устройство св зано с винтом стойки посредством ходовой и стопорной гаек, а груз установлен на рычаге с возможностью осевого перемещени ,отличающийс  тем,что, с целью расширени  демонстрационных возможностей, на торцевых поверхност х дисков зажимных устройств установлены кольцевые приспособлени  дл  креплени  торцов деформируемого объекта, рычаг нагружающего устройства выполнен телескопическим с возможностью фиксации в

   заданном положении, а к каналу в диске ум-насоса через пульт управлени  подсое- нижнего зажимного устройства кроме ваку- динен насос.

   -вММ

   VTVT

   # & 20 19 I 15 Р К