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 шарнірно ру 3 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. Відома також установка для дослідження дії ударного навантаження при згині балки [2], 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-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. На вловлювачі закріплена 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. Недоліком даної установки є вплив відстаней від випромінювача світлового потоку до пластини вказівника та від пластини - вказівника до дискретної світлочутливої лінійки, на якість реєстрації вертикального коливання середини балки. Метою корисної моделі є підвищення якості реєстрації вертикального коливання середини балки установки для дослідження дії ударного навантаження при згині балки. 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 винаходом на середині балки підбалкою закріплена лазерна або світлодіодна указка, промінь якої спрямований перпендикулярно до площини коливання балки на дискретну світлочутливу лінійку, закріплену на штанзі вертикально і з'єднано через швидкодіючій 59146 4 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 сергою 11 для закріплення зразка-балки 5 прямокутного 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 середині балки підбалкою 5 закріплена лазерна указка [3] 5 вертикального коливання середини балки 5. Промінь указки 15 спрямований перпендикулярно до площини коливання балки 5 на дискретну світлочутливу лінійку 8, яка закріплена на штанзі 6 вертикально. 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 променя від указки 15 по світлочутливій лінійці 8 визначають Ycm - 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 променя від указки 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 підвищує якість реєстрації вертикального коливання середини балки за рахунок уникнення впливу відстаней від випромінювача світлового потоку до пластинивказівника та від неї до світлочутливої лінійки та дозволяє використовувати дану установку всіма студентами в навчальному процесі при вивченні розділу "Дослідження дії ударного навантаження при згині балки" в дисципліні "Опір матеріалів". Джерела 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. 245 с. - (с. 220-227). 2. Заявка № u 201001485 КНТУ від 12.02.2010 3. /ru.wikipedia/org/wiki/Лазерная указка. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 59146 6 Підписне Тираж 24 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