Консольная балка

Консольная балка относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике. Известная консольная балка состоит из станины и балки, жестко заделанной одним концом в станину. Основной недостаток известной балки заключается в том, что она имеет постоянные параметры, которые не позволяют исследовать зависимость величины изгибных напряжений в балке от ее длины. В предложенной модели станина выполнена в виде стойки со сквозным отверстием, ширина которого равна ширине балки, а верхняя поверхность отверстия выполнена наклонной, образующей свободное пространство над балкой клиновидной формы. В этом отверстии расположен клин с задним выступом, снабженным винтовым механизмом с ручным приводом с возможностью заклинивания балки в любом нужном положении и последующего освобождения для изменения ее длины, а свободная часть балки снабжена тензодатчиком. Это расширяет диапазон использования консольной балки и способствует повышению качества подготовки студентов.

Консольная балка относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.

Известна консольная балка [1] (стр. 8, рис. к задаче 1.6.), состоящая из станины и консольной балки, жестко заделанной одним концом в станину.

Основной недостаток известной консольной балки заключается в том, что она имеет постоянные параметры, которые не позволяют исследовать зависимость величины изгибных напряжений в балке от ее длины. При этом отсутствует возможность и экспериментального определения напряжений, возникающих в балке.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в расширении диапазона возможностей устройства, т.е. для обеспечения исследования зависимости изгибных напряжений, возникающих в балке, от ее длины.

Технический результат достигается тем, что станина выполнена в виде стойки со сквозным отверстием, ширина которого равна ширине балки, а верхняя поверхность отверстия выполнена наклонной, образующей свободное пространство над балкой клиновидной формы, в котором расположен клин с задним выступом, снабженным винтовым механизмом с ручным приводом с возможностью заклинивания балки в любом нужном положении и последующего освобождения для изменения ее длины, а свободная часть балки снабжена тензодатчиком.

Такое жесткое защемление балки в станине в любом нужном ее положении позволяет легко изменять длину консольной части балки и экспериментально определять зависимость изгибных напряжений, возникающих в балке, от ее длины.

На фиг.1 представлена схема консольной балки.

В станине 1 выполнено отверстие, в котором расположена балка 1, к концу которой приложена сила . Ширина отверстия соответствует ширине балки 2. Верхняя поверхность отверстия выполнена наклонной, образующей свободное пространство над балкой клиновидной формы, в котором расположен клин 3 с задним выступом, снабженным винтовым механизмом 4 с ручным приводом с возможностью заклинивания балки в любом нужном положении и последующего освобождения для изменения ее длины 1, а свободная часть балки снабжена тензодатчиком 5.

Полезная модель работает следующим образом.

Винтовым механизмом 4 с ручным приводом вытягивают клин 3 из клиновидного пространства станины 1 и освобождают балку 2. Освобожденную балку 2 перемещают вдоль паза и устанавливают требуемую длину 1 ее консольной части. Затем с помощью винтового механизма 4 досылают клин в клиновидное пространство, и защемляют балку в этом положении. Зафиксировав балку 2 в нужном положении, ее нагружают силой и производят измерение возникших изгибных напряжений с помощью тензодатчика 5 и соответствующей аппаратуры, не показанной на схеме.

Назначив ряд длин консольной части балки 2, например, 1=0,5 м, 0,7 м, 0,9 м и т.д., и измерив соответствующие изгибные напряжения описанным выше образом, строят график изменения изгибных напряжений балки от ее длины. Если возникающие изгибные напряжения в балке рассчитать теоретически, то появляется возможность сравнения теоретических и экспериментальных данных.

Таким образом, предложенная модель расширяет диапазон использования консольной балки и способствует повышению качества подготовки студентов.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. Сборник задач по теоретической механике/Под ред. К.С. Колесникова. - М.: Наука, 1983. - 320 с.

Консольная балка, состоящая из станины и балки, жестко заделанной одним концом в станину, отличающаяся тем, что станина выполнена в виде стойки со сквозным отверстием, ширина которого равна ширине балки, а верхняя поверхность отверстия выполнена наклонной, образующей свободное пространство над балкой клиновидной формы, в котором расположен клин с задним выступом, снабженным винтовым механизмом с ручным приводом с возможностью заклинивания балки в любом нужном положении и последующего освобождения для изменения ее длины, а свободная часть балки снабжена тензодатчиком.