Учбово-демонстраційний прилад з опору матеріалів

Заявленное устройство относится к учебным приборам, в частности к приборам по сопротивлению материалов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является подвижный плакат, содержащий планшет со схемой горизонтальной равномерной нагрузкой, расположенной на призме обрушения и эпюрой давления земли на вертикальную подпорную стенку. При этом в планшете имеются две горизонтальные прорези, в которые вставляются шторки, выполненные в виде согнутого листа, один край которого (верхняя шторка) - прямоугольный, а другой край (нижняя шторка) выполнен в виде трапеции. Верхняя шторка вставляется в прорезь на планшете, расположенную над графиком интенсивности распределенной нагрузки, а нижняя шторка - в прорезь на планшете, расположенную под линией уровня верха стены (уровень земляной засыпки). Недостатком подвижного плаката является невозможность демонстрации построения эпюры при изменении знака интенсивности распределенной нагрузки. Известное устройство позволяет демонстрировать построение эпюры изгибающих моментов от поперечной силы, однако направление силы и, соответственно, ее знак на эпюре прототипа не могут изменяться. Кроме того, известное устройство не позволяет демонстрировать построения эпюры изгибающего момента от действующе го момента М. Целью изобретения является повышение наглядности прибора. Указанная цель достигается тем, что учебно-демонстрационный прибор по сопротивлению материалов содержит панель, средство для изображения эпюр, выполненное в виде верхней и нижней шторок, концы которых имеют выступы и соединены через нити и блоки с пружинами, установленными на панели, при этом шторки соединены друг с др угом через рейку, концы которой укреплены на замкнутых нитях, связанных с блоками, при этом по одному блоку, соединенному с каждой из замкнутых нитей, расположено соосно друг с другом, на обеих ветвя х нитей от указанных блоков укреплены упоры, одна пара которых установлена в вертикальных прорезях панели, имеющей вертикальные полосы и соединенной через пальцы с направляющими, при этом расстояние между выступами шторок превышает расстояние между пальцами, а между указанными соосно расположенными блоками установлено на панели замковое устройство, имеющее вертикальное отверстие с четырьмя вертикальными пазами, каждый из которых установлен по вертикали над соответствующими упорами, при этом в комплект устройства входят ключи, в верхней части которых нанесено обозначение нагрузки, а нижняя часть имеет в поперечном сечении форму, одинаковую по конфигурации с формой поперечного сечения отверстия замкового устройства и выступы, совпадающие по конфигурации с пазами указанного отверстия, верхние части направляющих соединены планкой с нанесенным изображением консольной балки. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - кинематическая схема привода шторок; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство при демонстрации эпюры изгибающего момента от направленное вертикально вверх силы, общий вид; на фиг R - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6-9 -общий вид ключей для демонстрации, соответственно, поперечной силы, направленной вниз и вверх, изгибающего момента, направленного по и против часовой стрелки; на Фиг. 10-13 - вид сверху ключей для демонстрации соответственно поперечной силы, направленной вниз и вверх, изгибающего момента, направленного по и против часовой стрелки. Устройство состоит из панели 1 (фиг. 1), рейки 2, один конец которой соединен с нитью 3, натянутой блоками 4 и 5, второй конец соединен с нитью 6 (фиг. 2), натянутой блоками 7-12. На нити 3 установлены упоры 13 и 14, расположенные в прорезях 15 (фиг. 1) панели 1. На нити 6 (фиг. 2) установлены упор 16 на участке между блоками 9 и 10 и упор 17 на участке между блоками 10 и 11. В верхней части панели 1 (фиг. 3) размещено замковое устройство 18, имеющее вертикальное отверстие 19 с пазами 20-23, которые расположены по вертикали над упорами 13, 14, 16, 17 соответственно. При этом линейные размеры упоров 13 и 14 превышают ширину прорезей 15. На панели 1 (фиг. 4) нанесены, например краской, вертикальные полосы 24 и установлены вертикальные направляющие 25 и 26. При этом рейка 2 соединена со шторками 27 и 28, установленными между панелью 1 и направляющими 25 и 26. Шторка 27 имеет выступы 29 и 30, которые соединены через нити 31 (фиг. 5) и блоки 32 с пружинами 33, укрепленными на панели 1 с оборотной стороны. Шторка 28 (фиг. 4) имеет выступы 34 и 35, которые через нити 36 (фиг. 5) и блоки 37 соединена с пружинами 38. Панель 1 (фиг. 4) соединена с направляющими 25 и 26 через пальцы 39 и 40, 41 и 42. В комплект устройства входят ключи 43, 44,45,46 (фиг. 6-9), в верхней части которых имеются символические обозначения нагрузки 47, 48, 49, 50, а в нижней - зубья 51, 52, 52 и 53, 51 и 54 соответственно (фиг. 10-13). Верхние части направляющих 25 и 26 (фи г. 4) соединены планкой 55 с нанесенным изображением 56 консольной балки. Устройство работает следующим образом. Один из ключей 43, 44, 45 или 46 устанавливается в отверстие 19 замкового устройства 18. Взаимодействие зубьев 51-54 ключей с упорами 13, 14, 16, 17 представлено в таблице. Под действием собственного веса (графа 3 таблицы) взаимодействует с соответствующими упорами (графа 6 таблицы), усилие от которых передается через нити (графа 8 таблицы) рейке 2, которая перемещает шторку (графа 7 таблицы) и открывает вертикальмые полосы 24 и другие надписи на панели (знак, значение момента). При перемещении одной из шторок, другая остается неподвижной из-за взаимодействия: - выступов 30 и 29 шторки 27 с пальцами 40 и 39 соответственно, - выступов 34 и 35 шторки 28 с пальцами 41 и 42 соответственно. При вынимании ключа из отверстия 19 замкового устройства 18 шторки 27 и 28 возвращаются в исходное состояние под действием пружин 33 и 38 соответственно. Величина деформации пружин 33 и 38 пропорциональна весу ключей. Поэтому заявленное устройство позволяет демонстрировать эпюры изгибающих моментов от различных по величине нагрузок, значения которых могут быть нанесены на вертикальные направляющие 25 и 26.