Набор для изучения сопротивления материалов (напряжения и деформации)
Установка для изучения сопротивления материалов (напряжения и деформации) предназначена для исследования свойств материалов на модельных конструкциях фрагментов мостов и других инженерных сооружений путем измерения усилий возникающих в элементах конструкции под действием приложенной нагрузки.
Установка представляет собой набор-конструктор, из элементов которого будут собираться модель горизонтальной балки с жесткой заделкой, минимум 2 модели кронштейнов с различными углами установки раскоса, ферма «Кинг-пост».
В набор входит: цифровой датчик силы, груз наборный, комплект деталей из пластика для сборки моделей конструкций, адаптер для крепления балок на стержень штатива – 2 шт, основание штатива со стержнем, флеш-накопитель с ПО, методическое пособие.
Элементы блочного конструктора для сборки модельных конструкций изготовлены из пластика и соединяются друг с другом как непосредственно с помощью системы выступов – отверстий специальной формы, заложенных в детали, так и с помощью отдельных соединительных деталей.
Деталь представляет собой соединенные в одной плоскости базовые крепящие элементы. Размер базового крепящего элемента кубической формы с учетом выступов для крепления (длина х ширина х высота) 14х14х14 мм.
Ассортимент и количество элементов блочного конструктора должны обеспечивать сборку модели балки с жесткой заделкой, модели кронштейна и модели фермы «кинг-пост».
Каждый линейный элемент балки, кронштейна и фермовой конструкции обеспечивает вставку в него датчика силы с целью измерения характера усилия (сжатие /растяжение) и величины усилия в данном линейном элементе при нагружении конструкции.
Фермовая конструкция устанавливается на подставки (опоры), которые также изготовлены из элементов блочного конструктора. Подставки связаны между собой горизонтальной стяжкой и обеспечивают подъем нижней точки фермы от стола на высоту 175мм.
Модели балки с жесткой заделкой и кронштейна собираются на штативе и крепятся к его стойке с помощью стальных адаптеров.
Цифровой датчик силы имеет пределы измерения от -20Н до +20Н. Датчик имеет разъем USB (BF) для подключения к компьютеру (нетбуку) с помощью соединительного кабеля. Датчик может встраиваться в собираемые модели мостов и фермовых конструкций за счет наличия в нем оконечных элементов, сопрягаемых с элементами блочного конструктора, из которых собираются модели. Элементы крепления датчика силы обеспечивают его установку в разрыв балок и других элементов, составляющих модельную конструкцию, для измерения возникающих усилий сжатия или растяжения. Установка датчика не нарушает целостность модельной конструкции и ее геометрические характеристики.
Программное обеспечение обеспечивает представление данных на мониторе в виде зависимости силы от времени и коррекцию нуля датчика силы перед началом измерений, выполняемую при нажатии соответствующей экранной кнопки.
Модель горизонтальной балки с жесткой заделкой обеспечивает демонстрацию усилий растяжения и сжатия, возникающих в удлиняющихся и укорачивающихся слоях балки. Длина балки 280мм.
Модель фермы «Кинг-пост» обеспечивает поочередное измерение усилий (сжатие/растяжение) в разных элементах фермы, возникающих под нагрузкой, осуществляемой с помощью наборного груза. Ферма имеет габаритные размеры: 490 мм (длина) и 250мм (высота без учета опор).
Модель кронштейна обеспечивает поочередное измерение усилий в горизонтальном элементе и раскосе, возникающих под нагрузкой, осуществляемой с помощью наборного груза, а также рассматривает влияние на величину усилий угла установки раскоса. Длина горизонтального элемента кронштейна 280мм.
Габариты сечения модели балки, моделей кронштейнов и элементов ферм 30х30мм.
Вес наборного груза 1 кг.
Габариты основания штатива: 200х110х18мм, масса –0.9 кг. Высота стойки штатива 500мм.
Методическое руководство содержит инструкции по сборке моделей балки, кронштейнов и фермовых конструкций, а также описание методики проведения экспериментов, алгоритмов получения данных и их обработки.