Ломаный стержень с жестко заделанной верхней горизонтальной частью

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ. Известный стержень состоит из участков неизменяемых размеров. Это мешает организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей от размеров участков стержней. У предложенного стержня все его участки выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на нижней горизонтальной части влево, на верхней горизонтальной части вправо, на вертикальной части - вверх. Это позволило организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей от размеров участков исследуемого стержня. Илл. 1.

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

Известен стержень с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l₁, l ₂, l₃ (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр. 11, рис. 3, вар. 21а), состоящий из жестко заделанной в вертикальную станину верхней горизонтальной части с левым направлением и нижней горизонтальной части с правым направлением, левые концы которых жестко связаны вертикальной частью.

Основной недостаток известного стержня заключается в том, что он имеет постоянные размеры (застывшую форму), т.е. постоянные линейные параметры участков, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей от линейных размеров его участков.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержня можно было изменять размеры его участков и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований по выявлению зависимости величин реакций связей от линейных размеров его участков.

Технический результат достигается тем, что, ломаный стержень с жестко заделанной верхней горизонтальной частью, состоящий из жестко заделанной в вертикальную станину верхней горизонтальной части с левым направлением и нижней горизонтальной части с правым направлением, левые концы которых жестко связаны вертикальной частью, согласно нашему предложению, все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на нижней горизонтальной части влево, на верхней горизонтальной части вправо, на вертикальной части - вверх.

Такое исполнение стержня позволило изменять размеры участков стержня и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) от размеров его участков.

На фиг. 1 представлена схема предложенного стержня.

Ломаный стержень с жестко заделанной верхней горизонтальной частью состоит из жестко заделанной в вертикальную станину верхней горизонтальной части AB с левым направлением и нижней горизонтальной части CE с правым направлением. Левые концы которых жестко связаны вертикальной частью BC. Все участки стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на нижней горизонтальной части влево, на верхней горизонтальной части вправо, на вертикальной части - вверх. Например, верхний горизонтальный участок АВ имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную вправо.

Стержень работает следующим образом.

У прототипа участки стержня AB, BC и CE неизменяемых размеров. У предложенного стержня ABCE его участки выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины участков стержней и закреплять их размеры с помощью клемм. Можно изменять длину любого участка стержня или всех сразу и определять реакции его опор. Изменяя длины участков стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор, можно получать зависимости реакций опор от размеров стержней. К конструкции 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 (F_kx=0, F_ky=0, ).

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр. 8-14). Конструкция позволяет при наличии соответствующих датчиков определять реакции опор и экспериментально и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Решение задач с изменяемыми размерами участков 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.

Ломаный стержень с жестко заделанной верхней горизонтальной частью, состоящий из жестко заделанной в вертикальную станину верхней горизонтальной части с левым направлением и нижней горизонтальной части с правым направлением, левые концы которых жестко связаны вертикальной частью, отличающийся тем, что все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на нижней горизонтальной части влево, на верхней горизонтальной части - вправо, на вертикальной части - вверх.