Установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки

Установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки, що містить основу з регульованими гвинтами-ніжками, зразок-балку прямокутного перерізу, що опирається на закріплені на основі шарнірно-нерухому і шарнірно-рухому опори, штангу, закріплену на основі в середині між опорами і перпендикулярно до основи, вантаж 3 чний декремент згасання d, період коливань Τ, коефіцієнт згасання . Недоліками установки СМ-21М для дослідження дії ударного навантаження при згині балки виявляються: великий об'єм підготовчих робіт перед проведенням досліджень і великий об'єм робіт при ручній обробці осцилограм запису коливального процесу балки, а також, необхідність фотолабораторії та застосування специфічного витратного матеріалу - фотографічного паперу для осцилограм і хімічних реактивів для його обробки. Ці недоліки не дозволяють ефективно використовувати відому установку на лекційних, практичних та лабораторних заняттях при вивченні студентами теми "Дослідження дії ударного навантаження при згині балки" в дисципліні "Опір матеріалів". Метою корисної моделі є створення установки для дослідження дії ударного навантаження при згині балки з мінімальним об'ємом підготовчих робіт і вилученням ручної обробки результатів досліджень. Вказана мета досягається тим, що установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки, яка містить основу з регульованими гвинтами-ніжками, зразок-балку прямокутного перерізу, що опирається на закріплені на основі шарнірно-нерухому і шарнірно-рухому опори, штангу, закріплену на основі в середині між опорами і перпендикулярно до основи, вантаж-кульку, що утримується у вихідному стані електромагнітом, закріпленим на кронштейні, переміщенням якого по штанзі встановлюється задана висота падіння вантажу-кульки, спеціальний вловлювач, закріплений на балці, який забезпечує заклинювання вантажу-кульки при ударі і подальший його рух разом з балкою як єдиного цілого, згідно з корисною моделлю, на вловлювачі встановлена пластинавказівник вертикального коливання середини балки, на тримачі шарнірно-нерухомої опори закріплений світлодіодний випромінювач світлового потоку, спрямований вздовж балки на дискретну світлочутливу лінійку, закріплену на штанзі вертикально за пластиною-вказівником на мінімальній відстані від пластини-вказівника і з'єднану через швидкодіючий інтерфейс з персональним комп'ютером. На Фіг.1 показана схема установки для дослідження дії ударного навантаження при згині балки, на Фіг.2 - вид тієї ж установки по перерізу А-А. На схемах не показані персональний комп'ютер і з'єднувальний інтерфейс. До основи 2 з регульованими гвинтаминіжками 1 кріпляться шарнірно-нерухома опора 3 і шарнірно-рухома опора у вигляді тримача 10 з сергою 11 для закріплення зразка-балки 5 прямо 51379 4 кутного перерізу. Посередині між опорами, перпендикулярно основі, прикріплена штанга 6, на якій на необхідній висоті за допомогою гвинта 13 кріпиться кронштейн 14 з електромагнітом 12, який утримує у вихідному стані вантаж-кульку 9. По вертикалі під ним на балці 5 закріплений спеціальний вловлювач 7, який забезпечує заклинювання вантажу-кульки 9 при ударі і наступний його рух разом з вловлювачем 7 і балкою 5. На вловлювачі 7 закріплена пластина-вказівник 15 вертикального коливання середини балки 5. На тримачі шарнірно-нерухомої опори 3 закріплений світлодіодний випромінювач 4 світлового потоку, який напрямлений вздовж балки 5 на дискретну світлочутливу лінійку 8, яка закріплена на штанзі 6 вертикально за пластиною-вказівником 15 на мінімальній відстані від пластини-вказівника 15. Дискретна світлочутлива лінійка 8, через швидкодіючий інтерфейс з'єднана з персональним комп'ютером. Перед початком досліджень кронштейн 14 закріплюють на потрібній висоті h падіння вантажукульки. При статичному прикладанні вантажукульки у вловлювач 7 по переміщенню границі затемнення від пластини-вказівника 15 по світлочутливій лінійці 8 визначають уст - статичний прогин балки, враховуючи технічні характеристики лінійки. При ударній дії вантажу-кульки 9 (падіння у вловлювач 7 з висоти h і подальший рух разом із вловлювачем та балкою), переміщення границі затемнення від пластини-вказівника 15 в часі оброблюється комп'ютером. Необхідні характеристики коливального процесу балки отримують, ввівши в комп'ютер програму відомої методики [1] одробки даних випробувань. Запропонована установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки практично повністю усуває ручні підготовчі роботи при проведенні даних досліджень, за виключенням ручного встановлення висоти падіння вантажу. Наочність коливального процесу балки в часі на екрані монітора, можливість друку результатів досліджень на принтері одразу після виконання досліджень, відсутність спеціальних витратних матеріалів та додаткової фотолабораторії дозволяє ефективно використовувати дану установку всіма студентами в навчальному процесі при вивченні розділу "Дослідження дії ударного навантаження при згині балки" в дисципліні "Опір матеріалів". Джерело інформації: 1. Цурпал И.А. и др. Сопротивление материалов: Лабораторные работы: Учебное пособие для вузов / И.А. Цурпал, Н.П. Барабан, В.М. Швайко 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Вища школа, 1988. 245с. (с.220-227). 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 51379 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601