Стенд для экспериментальных исследований балки
Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике технических вузов, техникумов и технических училищ, а также в исследовательских лабораториях строительных компаний. Известный стенд состоит из основания с тензометрическими опорами в виде неподвижного вращательного шарнира и шарнирно-подвижной опоры, в которых закреплена балка. С помощью такого стенда затруднено определение реакций связей экспериментально, поскольку тензометрическая аппаратура должна тарироваться. У предложенного стенды концы балки выполнены в виде проушин, расположенных симметрично в вилках вращательных шарниров, скрепленных пальцами, расположенными в отверстиях вилок и проушин с возможностью оперативного их разъединения, а станина стенда выполнена в виде замкнутого прямоугольного контура, снабженного подвесами и упорами для измерительных и нагружающих динамометров с регулируемыми штангами. 2 ил.
Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике технических вузов, техникумов и технических училищ, а также в исследовательских лабораториях строительных компаний.
Известен стенд НТЦ-13.01.3 (http://WWW.denar-prof.ru/products/1581).
Известный стенд состоит из основания с тензометрическими опорами в виде неподвижного вращательного шарнира и шарнирно-подвижной опоры, в которых закреплена балка. С помощью такого стенда затруднено определение реакций связей экспериментально, поскольку тензометрическая аппаратура должна тарироваться.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в упрощении процесса измерения реакций опор.
Технический результат достигается тем, что в стенде для экспериментальных исследований балки, состоящем из станины, неподвижного вращательного шарнира и шарнирно-подвижной опоры, при этом левый конец балки связан с неподвижным вращательным шарниром, закрепленным на основании, а правый конец балки - с шарнирно-подвижной опорой, согласно нашему предложению, концы балки выполнены в виде проушин, расположенных симметрично в вилках вращательных шарниров, скрепленных пальцами, расположенными в отверстиях вилок и проушин с возможностью оперативного их разъединения, а станина стенда выполнена в виде замкнутого прямоугольного контура, снабженного подвесами и упорами для измерительных и нагружающих динамометров с регулируемыми штангами.
Такое исполнение стенда позволило рассчитывать величины реакций связей балки, как аналитическими методами теоретической механики, так и определять их экспериментально, упростив при этом процесс измерения реакций опор.
На фиг. представлена схема стенда.
Стенд для экспериментальных исследований балки 1 состоит из станины 9, неподвижного вращательного шарнира 2 и шарнирно-подвижной опоры 4. Левый конец балки 1 связан с неподвижным вращательным шарниром 2, закрепленным на основании 3, а правый конец балки 1 связан с шарнирно-подвижной опорой 4. Концы А и В балки 1 выполнены в виде проушин 5, расположенных симметрично в вилках 6 вращательных шарниров, скрепленных пальцами 7 со шплинтами 8, расположенными в отверстиях вилок и проушин с возможностью оперативного их разъединения. Станина 9 стенда выполнена в виде замкнутого прямоугольного контура, снабженного подвесами 10 и упорами 11 для измерительных и нагружающих динамометров 12 с регулируемыми по длине штангами 13.
Стенд работает следующим образом.
Силы, приложенные к балке (фиг.1, нижняя часть), образуют плоскую произвольную систему сил, находящуюся в равновесии. Для определения реакций опор (связей) используют, например, первую форму условий равновесия такой системы сил. Она заключается в следующем: для равновесия плоской произвольной системы сил необходимо и достаточно, чтобы алгебраическая сумма проекций действующих сил на каждую из координатных осей и алгебраическая сумма моментов относительно любого центра, лежащего в той же плоскости, должны быть равны нулю (
,
,
).
Для экспериментального определения реакций опор балку 1 освобождают от опор 3 и 4 (фиг.1, нижняя часть) удалением пальцев 7 (фиг.2), предварительно вынув шплинты 8, и подвешивают ее к подвесам 10 с помощью измерительных динамометров 12 (фиг.1, верхняя часть).
К балке 1 подвешивают груз 14, если она выполнена «невесомой». Если балка реальная, то сила веса Р образуется (возникает) естественным образом. Далее устанавливают нагружающий динамометр 12 с регулируемыми по длине винтовыми штангами 13. С помощью штанг 13 устанавливают величину силы F. После этого снимают показания динамометров и сравнивают их с реакциями связей, показанными на фиг.1 (нижняя часть), т.е. YA, XA и RB, вычисленными аналитически. При этом можно вычислить величину погрешности определения экспериментальных данных.
Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.
Стенд для экспериментальных исследований балки, состоящий из станины, неподвижного вращательного шарнира и шарнирно-подвижной опоры, при этом левый конец балки связан с неподвижным вращательным шарниром, закрепленным на основании, а правый конец балки связан с шарнирно-подвижной опорой, отличающийся тем, что концы балки выполнены в виде проушин, расположенных симметрично в вилках вращательных шарниров, скрепленных пальцами, расположенными в отверстиях вилок и проушин с возможностью оперативного их разъединения, а станина стенда выполнена в виде замкнутого прямоугольного контура, снабженного подвесами и упорами для измерительных и нагружающих динамометров с регулируемыми штангами.
РИСУНКИ
