Прибор для демонстрации закона гука при кручении

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для демонстрации закона Гука при кручении. «У 11 7 Фиг / Цель изобретения - повышение точности, Прибор содержит станину 1, размещенный на ней захват, предназначенный для консопьного крепления полого образца 2, средство нафужения свободного конца образца крутящей нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания и крутящего момента. Захват выполнен полым, средство погружения выполнено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня 4 с фланцем 5 нз торце, предназначенным для жесткого соединения со свободным концом образца 2, а измеритель угла закручивания и момента установлен на свободном торце стержня 4. 3 ил. ел

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (si>s 6 01 К 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795106/28 (22) 26,02.90 (46) 15.07,92, Бюл. ¹ 26 (71) Украинская сельскохозяйственная академия (72) M.È. Вороной (53) 620;17(088.8) (56) Рубашкин А.Г., Чернилевский П.В, Лабораторно-практические работы по технической механике. М,: Высшая школа, 1975, с,148, рис, 2.69. (54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАКОНА ГУКА ПРИ КРУЧЕНИИ (57) Изобретение относится к испь1тательной технике и может быть использовано для демонстрации закона Гука при кручении.

„„!Ы„„.1748002 А1

Цель изобретения — повышение точности, Прибор содержит станину 1, размещенный на ней захват, предназначенный для консольного крепления полого образца 2, средство нагружения свободного конца образца крутящей нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания и крутящего момента, Захват выполнен полым, средство погружения выполнено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня 4 с фланцем 5 на торце, предназначенным для жестко о соединения со свободным концом образца 2, а измеритель угла закручивания v. момента установлен на свободном торце стержня 4.

3 ил.

1748002

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для демонстрацил закона Гука при кручении.

Известна установка для определения максимальных касательных напря>кений в поперечном сечении бруса кольцевого сечения, обеспечивающая создание скручивающего момента при помощи двух равных по весу грузов Р и перекидного блока, Незначительное отклонение нити груза, перекинутой через блок, от вертикали в конструкции установки, а также колебание нагрузки при нагру>кении установки грузами P (неодновременность), потери на трение в блоках вызывают дополнительно изгибные деформацил колеГэательного характера, отрицательно влия.ощие на чистоту проведенля опыта.

Цель изобретения — повышение точности путем исключения изгибных деформаций в процессе нагружения образца скручивающим моментом, Указаннэл цель достигается тем, что в приборе для демонстрации закона Гука при кр, ении, содержащем станину, размещенны:1 на ней захват. предназначенный для консольного крепления полого образца средство нагру>кения свободного конца об разца крутящей нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания, захват выполнен полым, средство нагружения выполнено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня с фланцем на торце, предназначенным для жесткого соединения со свободным концом образца, а измеритель угла закручивания установлен на свободном торце стержня, Такая конструкция обеспечивает центрирование жесткого стержня относительно продольной оси образца и избавляет испытуемый образец от воздействия изгибных деформаций.

На фиг. 1 изображен прибор, общий вид; на фиг, 2 — то >ке, вид сбоку; на фиг. 3— элемент испытуемого образца с нанесенной сеткой взаимно перпендикулярных линий.

Прибор содержит жестко закрепленный одним концом на станине 1 опытный образец 2, второй конец которого соединен с фланцем 3, который выполнен за одно целое с жестким стержнем 4, проходящим через полость образца 2. Стержень 4 центрируется в направляющей втулке флан. ца 5; Прибор установлен на основании б, а стержень 4 служит для передачи крутящего момента от рычага 7 к образцу 2. Крутящий момент М„создается усилием руки проводящего опыт, приложенной к рукоятке рычага 7.

Поворот рычага 7 ограничивается упорами 8, Для отсчета величин М» и урво фланце 5 вмонтирован циферблат 9 с нанесением шкал для измерения М (Н.м) р

5 (о), Положением стрелки 10, установленной на жестком стержне 4, отсчитываются одно-. временно оба параметра М» и р, Циферблат со шкалой защищены прозрачным экраном 11, 10 Прибор работает следующим образом.

При помощи руки, приложенной к рукоятке рычага 7, нагружают образец крутящим моментом М» вправо или влево по отношению нулевого положения стрелки t0, При

15 этом фиксируют значение М, и р по шкале

9, Б зависимости от постановки эксперимента, опыт повторяется необходимое kvicло раз при ра"-личных значениях М», Соответствие значений M» = f (p) по шкале

20 9 достигается за счет использования упругих свойств испытуемого образца и предварительной тарировки M» = f (cp).

Для экспериментальной проверки заявленного устройства было изготовлено два опытных образца, которые были использованы для проведения лабораторно-практических работ с учащимися Белоцерковского техникума мяснол и молочной промышленности. Проведение лабораторно-практиче30 ских работ дало оптимальные результаты.

По полученным данным опыта (М», p), ис" пользуя теоретические зависимости, учащиеся определили значение модуля упругости прМ крученигл

Проверкой зависимости M» =- f (р)подтверждали закон Гука при кручении (линейная.зависимость). Используя материальный инструмент (линейка, штангенциркуль), определяли

4о . у = Rf- (угловая деформация сдвига), Сопоставляя, проверяли соответствие

По нанесенной сетке на поверхность образца наблюдали подтверждение гипотезы Бернулли (гипотеза плоских сечений), Используя дополнительно тензодатчики, можно определить экспериментально главные напряжения при чистом сдвиге ма»с = Оз = 01

1748002

Составитель М,Матюшин

Техред М,Моргентал Корректор С,Лисина

Редактор М.Бандура

Заказ 2498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Наличие шкалы позволяет при произвольном нагружении образца в заданных пределах угла закручивания р сразу определить их численное значение независимо от направления крутящего момента М,. 5

Формула изобретения

Прибор для демонстрации закона Гука при кручении, содержащий станину, размещенный на ней захват. предназначенный для консольного крепления полого образца, 10 средство нагружения свободного конца образца крутящей, нагрузкой, привод и измеритель угла закручивания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности путем исключения изгибных деформаций в процессе нагру><ения образца, захват выполнен полым, средство нагружения выполкено в виде установленного с возможностью вращения в полости захвата коаксиально образцу стержня с фланцем на торце, предназначенным для жесткого соединения со свободным концом образца, а измеритель угла закручивания установлен на свободном торце стержня.