Стержень с неподвижным вращательным шарниром и наклонным невесомым стержнем

Авторы патента:


 

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 стержня. У предложенного стержня все участки T-образного стержня выполнены телескопическими, при этом наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой и правой частях горизонтального участка T-образного стержня вправо, а на его вертикальном участке - вверх, горизонтальная площадка выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закреплении к ней. 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.

Известно устройство для лабораторных исследований по теоретической механике с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l1 (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр. 12, рис. 4, вар. 27б), состоящее из Т-образного стержня, повернутого на 45 градусов по ходу часовой стрелки, нижний конец участка, перпендикулярного части стержня, состоящего из двух участков, лежащих на одной прямой, связан шарнирно с наклонным невесомым стержнем, направленным вверх с правым уклоном, верхний конец которого шарнирно связан с плоской неподвижной площадкой, перпендикулярной направлению невесомого стержня, а нижний конец части стержня, состоящей из двух участков, лежащих на одной прямой, связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже шарнира.

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что Т-образный стержень 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 Т-образного 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 в устройстве для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящем из Т-образного стержня с вертикальным участком и горизонтальным участком, имеющим левую часть и правую часть, причем Т-образный стержень повернут на 45 градусов по ходу часовой стрелки, при этом нижний конец вертикального участка Т-образного стержня шарнирно связан с наклонным невесомым стержнем, направленным вверх с правым уклоном, верхний конец невесомого стержня шарнирно связан с неподвижной площадкой, перпендикулярной направлению невесомого стержня, конец правой части Т-образного стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже неподвижного вращательного шарнира, согласно нашему предложению, все участки Т-образного стержня выполнены телескопическими, при этом наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой и правой частях Т-образного стержня вправо, а на его вертикальном участке - вверх, горизонтальная площадка выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закреплении к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закреплении к ней.

Такое исполнение Т-образного стержня устройства для лабораторных исследований по теоретической механике позволило изменять размеры участков стержня и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) от размеров участков стержня.

На фиг. представлена схема предложенного устройства для лабораторных исследований по теоретической механике.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике состоит из Т-образного стержня с вертикальным участком СВ и горизонтальным участком ЕСА, имеющим левую часть ЕС и правую часть СА. Т-образный стержень повернут на 45 градусов по ходу часовой стрелки. Нижний конец вертикального участка СВ Т-образного стержня шарнирно связан с наклонным невесомым стержнем ВК, направленным вверх с правым уклоном. Верхний конец невесомого стержня шарнирно связан с неподвижной площадкой, перпендикулярной направлению невесомого стержня ВК. Конец правой части СА Т-образного стержня связан с неподвижным вращательным шарниром А, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже неподвижного вращательного шарнира. Все участки Т-образного стержня стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой ЕС и правой СА частях Т-образного стержня вправо, а на его вертикальном участке СВ - вверх. Например, правая часть СА Т-образного стержня имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную вправо. Горизонтальная площадка, являющаяся основанием неподвижного вращательного шарнира А, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей 3, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 4 станины и жесткого закреплении той и другой в нужном положении.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике работает следующим образом.

У прототипа участки стержня AC, BC и CE неизменяемых размеров.

У предложенного устройства все участки Т-образного стержня выполнены телескопическими с клеммами на концах.

Это позволяет изменять длины участков стержня 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 участков 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 (Fkx=0, Fky=0, ).

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

Решение задач с изменяемыми размерами участков стержней предложенного устройства для лабораторных исследований по теоретической механике 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.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящее из Т-образного стержня с вертикальным участком и горизонтальным участком, имеющим левую часть и правую часть, причем Т-образный стержень повернут на 45° по ходу часовой стрелки, при этом нижний конец вертикального участка Т-образного стержня шарнирно связан с наклонным невесомым стержнем, направленным вверх с правым уклоном, верхний конец невесомого стержня шарнирно связан с неподвижной площадкой, перпендикулярной направлению невесомого стержня, конец правой части Т-образного стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже неподвижного вращательного шарнира, отличающееся тем, что все участки Т-образного стержня выполнены телескопическими, при этом наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой и правой частях Т-образного стержня вправо, а на его вертикальном участке - вверх, горизонтальная площадка выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закреплении к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закреплении к ней.



 

Похожие патенты:
Наверх