Зигзагообразный стержень с верхним скользящим соединением со станиной

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 его участки выполнены с клеммами на концах, направленными на верхнем горизонтальном участке стержня вправо, на нижнем горизонтальном участке - влево, на вертикальном участке - вниз, направляющая скользящего соединения, с которой связан левый конец верхнего горизонтального участка, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления 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, выполненное в виде зигзагообразного стержня с верхним скользящим соединением со станиной с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l1, l2 (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. 22б), состоящим из нижнего горизонтального участка, правый конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с правым уклоном, а его левый конец жестко связан с вертикальным участком, верхний конец которого жестко связан с другим горизонтальным участком, левый конец которого связан скользящим соединением со станиной.

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что 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 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, выполненном в виде зигзагообразного стержня с верхним скользящим соединением со станиной, состоящим из нижнего горизонтального участка, правый конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с правым уклоном, а его левый конец жестко связан с вертикальным участком, верхний конец которого жестко связан с верхним горизонтальным участком, левый конец которого связан с направляющей скользящего соединения, согласно нашему предложению, все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на верхнем горизонтальном участке стержня вправо, на нижнем горизонтальном участке - влево, на вертикальном участке - вниз, направляющая скользящего соединения, с которой связан левый конец верхнего горизонтального участка, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.

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

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

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике выполнено в виде зигзагообразного стержня с верхним скользящим соединением со станиной.

Зигзагообразный стержень с верхним скользящим соединением со станиной состоит из нижнего горизонтального участка BE, правый конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой B, катки которой расположены на наклонной площадке с правым уклоном, а его левый конец E жестко связан с вертикальным участком EC. Верхний конец C этого участка жестко связан с верхним горизонтальным участком CA, левый конец которого связан с направляющей A скользящего соединения. Все участки стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на верхнем горизонтальном участке CA стержня вправо, на нижнем горизонтальном участке BE - влево, на вертикальном участке EC - вниз. Например, нижний горизонтальный участок BE имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную влево. Направляющая A, с которой связан левый конец верхнего горизонтального участка CA скользящим соединением, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей 3, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины 4 и жесткого закрепления той и другой в нужном положении.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике работает следующим образом.

У прототипа участки BE, EC и CA стержня неизменяемых размеров.

У предложенного устройства участки 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 стержня. 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, выполненное в виде зигзагообразного стержня с верхним скользящим соединением со станиной, состоящим из нижнего горизонтального участка, правый конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с правым уклоном, а его левый конец жестко связан с вертикальным участком, верхний конец которого жестко связан с верхним горизонтальным участком, левый конец которого связан с направляющей скользящего соединения, отличающееся тем, что все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на верхнем горизонтальном участке стержня вправо, на нижнем горизонтальном участке - влево, на вертикальном участке - вниз, направляющая скользящего соединения, с которой связан левый конец верхнего горизонтального участка, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх