Составная конструкция с двумя направляющими станины и двумя овальными упорами

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ. Известная составная конструкция состоит из стержней неизменяемых размеров. Это мешает организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней. У предложенной составной конструкции стержни выполнены телескопическими с соответствующими перемещениями опор. Это позволило организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней.

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ.

Известен лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.57, рис.55, вар. 12), состоящее из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, левая часть состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части конструкции, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня этой части конструкции связан вращательным шарниром со стержнем средней части конструкции, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части конструкции разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части конструкции, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей конструкции делят середина направляющей станины средней части конструкции и вертикальный стержень средней части слева направо как полтора, один, два.

Основной недостаток известного оборудования заключается в том, что оно имеет постоянные размеры стержней (застывшую форму), т.е. постоянные линейные параметры стержней, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от линейных размеров стержней.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней лабораторного оборудования можно было изменять их размеры и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от линейных размеров стержней.

Технический результат достигается тем, что в лабораторном оборудовании для исследований по теоретической механике, состоящем из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, при этом левая часть оборудования состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня правой части оборудования связан вращательным шарниром со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части оборудования разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей оборудования делят середина направляющей станины средней части оборудования и ее вертикальный стержень слева направо как полтора, один, два, согласно нашему предложению, все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз, вертикальные направляющие левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Такое исполнение оборудования позволило изменять размеры стержней и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней и их частей.

На фиг. представлена схема стенда.

Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике, с приложенными к нему внешними силами, моментами и соответствующими размерами l1, 1,5l1, 2l 1, состоит из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами.

Левая часть оборудования состоит из вертикального стержня AFC, нижний конец A которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем CLED правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°. Нижний конец вертикального стержня LED этой части оборудования связан вращательным шарниром D со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень DUSKE, повернутый на 90° против хода часовой стрелки.

Вертикальный стержень USK средней части оборудования разделен на две части: US и SK. Размеры частей относятся между собой сверху вниз, как два к полтора. Нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением UD, направленным вправо.

Нижний конец S верхней части KS этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением SF с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих B станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования. Расстояние AD между вертикальными стержнями CFA левой и LED правой частей оборудования делят середина направляющей B станины средней части оборудования и вертикальный стержень USK средней части слева направо как полтора, один, два.

Все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз. Например, горизонтальный стержень CL правой части оборудования имеет наружный стержень 1 и клемму 2, расположенную на левом конце стержня. Вертикальные направляющие A левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины B средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих соответственно 3, 4, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих соответственно 5, 6 и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике работает следующим образом.

У прототипа стержни неизменяемых размеров. У предложенного оборудования стержни выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины стержней и закреплять их размеры с помощью клемм.

Можно изменять длину любого стержня или всех сразу, или в любом другом сочетании и определять реакции опор и силы взаимодействия частей оборудования.

Изменяя длины стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор и силы взаимодействия частей оборудования, можно получать зависимости реакций опор и сил взаимодействия от размеров стержней. К стенду приложена плоская произвольная система сил. При решении задачи 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 (Fkx=0, Fky=0, ).

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр.54-63). Предложенное лабораторное оборудование позволяет, при наличии соответствующих датчиков, определять реакции опор экспериментально и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Решение задач с изменяемыми размерами стержней внедрено в учебный процесс студентов первого курса Казанского государственного энергетического университета. Студенты уже с первого курса начинают выполнять учебно-исследовательскую работу. Это, несомненно, повышает качество обучения студентов.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.

Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике, состоящее из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, при этом левая часть оборудования состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня правой части оборудования связан вращательным шарниром со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части оборудования разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей оборудования делят середина направляющей станины средней части оборудования и ее вертикальный стержень слева направо как полтора, один, два, отличающийся тем, что все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз, вертикальные направляющие левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх