Установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки

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 шарнірнорухому опори, штангу, закріплену на основі в се 3 біт, а, також, неможливість наочної синхронної демонстрації коливального процесу, через його швидкоплинність, та процесів, що відбуваються з балкою після взаємодії з вантажем. Ці недоліки не дозволяють наочно спостерігати всі етапи і особливості коливального процесу та 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 з можливістю наочної демонстрації коливального процесу на аудиторний екран за допомогою медіапроектора у реальному, або сповільненому режимах, та відсутністю трудомістких підготовчих робіт. Вказана мета досягається тим, що в установці 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, утримуваний у вихідному стані електромагнітом, закріпленим на кронштейні, переміщенням якого по штанзі встановлюється задана висота падіння вантажу, спеціальний вловлювач, закріплений на балці, який забезпечує заклинювання вантажу при ударі і подальший його рух разом з балкою як єдиного цілого, згідно з корисною моделлю, на відстані від балки, та на рівні спеціального вловлювача, на штативі встановлена високошвидкісна відеокамера Redlake Motion Pro Y5, яка через швидкодіючий інтерфейс USB 2.0 підключена до комп'ютера, а координатна сітка виставляється та масштабується на екрані з використанням метричної лінійки, закріпленої вертикально на штанзі поряд з балкою та спеціальним вловлювачем. На Фіг.1 показана схема установки для дослідження дії ударного навантаження при згині балки, окрім відеокамери та штатива, на Фіг.2 - вид А-А тієї ж установки з відеокамерою на штативі. На схемах, також, 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 4 з сергою 5 для статичновизначеного закріплення зразка-балки 6 прямокут 53035 4 ного поперечного перерізу. Посередині між опорами, перпендикулярно основі прикріплена штанга 7, на якій стопорним гвинтом 8 на необхідній висоті кріпиться кронштейн 9 з електромагнітом 10, утримуючим вантаж-кульку 11 у вихідному стані. Стопор 12 обмежує висоту установки кронштейна 9. Під вантажем 11 на балці 6 закріплений спеціальний вловлювач 13 з конусною внутрішньою поверхнею, який забезпечує заклинювання вантажу 11 при ударі і наступний його рух разом з вловлювачем 13 і балкою 6. До основи 2 на відстані від балки 5 та на рівні спеціального вловлювача 13 прикріплений штатив 14, на якому встановлена високошвидкісна відеокамера 15, яка передає відеосигнал на комп'ютер через швидкодіючий інтерфейс. Метрична лінійка 16 закріплена на штанзі 7 поряд з балкою 6 і спеціальним вловлювачем 13 та забезпечує масштабування координатної сітки на екрані. На комп'ютері за допомогою спеціальної програми проводиться оперативний комп'ютерний аналіз відеозапису, для отримання параметрів руху досліджуваних процесів (координати, швидкість, прискорення, коливання і т.д.). Відеозапис, за допомогою медіа-проектора, демонструється у реальному або сповільненому режимах на аудиторному екрані (в ручному або автоматичному режимах). Дослідження дії ударного навантаження при згині балки виконується за методикою джерела [1] з подальшою програмною комп'ютерною обробкою результатів. Запропонована установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки дає можливість наочної демонстрації коливального процесу, незважаючи на його швидкоплинність, дозволяє прослідкувати всі процеси, що відбуваються з балкою після взаємодії з вантажем, наочно показати студентам всі етапи коливального процесу, 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". 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 Л. Ціхановська 53035 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