Модель с регулируемыми опорами

Модель с регулируемыми опорами относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике и другим учебным дисциплинам. Модель состоит из станины, выполненной в виде ниши с остроконечной опорой, в которой расположен брус прямоугольной формы, упирающийся верхней гранью в остроконечную опору и опирающийся ребром основания в горизонтальную плоскость, а нижней гранью упирающийся в остроконечную подвижную опору, направляющими выступами установленную в продольных направляющих пазах станины с возможностью перемещения с помощью винтового механизма с ручным приводом и жесткого закрепления к станине с помощью резьбовых крепежных элементов, а остроконечные опоры ниши и опорное ребро бруса снабжены датчиками давлений, расположенными попарно на их противоположных сторонах. При этом верхнее основание ниши выполнено подвижным, а подвижная опора - телескопической с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и фиксирования их с помощью резьбовых крепежных элементов. Это позволило исследовать реакции остроконечных опор при наличии брусьев различных форм и размеров, чем значительно расширило ее технические возможности.

Модель с регулируемыми опорами относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике, по сопротивлению материалов и другим учебным дисциплинам.

Известна модель с регулируемой опорой (Патент РФ №41368. Модель с регулируемой опорой / Маркин Ю.С., Наумов Л. Г., Маркин О.Ю. и др. МКИ G 01 N 3/00. Опубл. 20.10.2004. Бюл. №29), состоящая из станины, выполненной в виде ниши с горизонтальной остроконечной опорой, в которую упирается брус прямоугольной формы своей верхней гранью, опирающийся ребром основания в горизонтальную плоскость, а нижней гранью упирающийся в остроконечную подвижную опору, направляющими выступами установленную в продольных направляющих пазах станины с возможностью перемещения с помощью винтового механизма с ручным приводом и жесткого закрепления к станине с помощью резьбовых крепежных элементов, а остроконечные опоры ниши и опорное ребро бруса снабжены датчиками давлений, расположенными попарно на их противоположных сторонах.

Основной недостаток известной модели заключается в том, что она имеет постоянные размеры высоты ниши и высоты подвижной опоры, которые сужают ее технические возможности и не позволяют исследовать тела другой формы и других размеров.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в расширении диапазона возможностей модели, т.е. для обеспечения исследования зависимостей усилий в остроконечных опорах брусьев различных форм и размеров от угла их наклона к горизонту.

Технический результат достигается тем, что в модели с регулируемыми опорами, состоящей из станины, выполненной в виде ниши с горизонтальной остроконечной опорой, в которую упирается брус прямоугольной формы своей верхней гранью, опирающийся ребром основания в горизонтальную плоскость, а нижней гранью упирающийся в остроконечную подвижную опору, направляющими выступами установленную в продольных направляющих пазах станины с возможностью перемещения с помощью винтового механизма с ручным приводом и жесткого закрепления к станине с помощью резьбовых крепежных элементов, а остроконечные опоры ниши и опорное ребро бруса снабжены датчиками давлений, расположенными попарно на их противоположных сторонах, верхнее основание ниши выполнено подвижным, а подвижная опора - телескопической с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и фиксирования их с помощью резьбовых крепежных элементов.

Такое исполнение модели позволило исследовать реакции остроконечных опор при наличии брусьев различных форм и размеров, чем значительно расширило ее технические возможности и значительно повысило качество обучения студентов.

На фиг. изображена предлагаемая модель.

Модель состоит из станины 1, выполненной в виде ниши с двумя остроконечными опорами А и В. В нише расположен брус 2 прямоугольной формы с выступом, ограниченным цилиндрической поверхностью, опирающийся ребром С основания в горизонтальную плоскость, а цилиндрической поверхностью и нижней гранью, упирающийся в остроконечные опоры А и В и расположенный под углом а к горизонту. Ниша станины 1 снабжена подвижной телескопической опорой 3, направляющими выступами 4 установленной в продольных направляющих пазах 5 станины 1 с возможностью перемещения с помощью винтового механизма 6 с ручным приводом и жесткого закрепления к станине с помощью резьбовых крепежных элементов, не показанных на схеме. Верхнее основание 7 ниши выполнено также

подвижным. Остроконечные опоры А, В ниши и опорное ребро С бруса снабжены соответственно датчиками давлений 8, 9 и 10, расположенными попарно на их противоположных сторонах, например, размещение датчиков 9 на подвижной опоре 3. Фиксирование нужной высоты подвижной телескопической опоры 3 и верхнего основания 7 ниши осуществляется резьбовыми крепежными элементами, например, винтом 11.

Модель работает следующим образом.

Изменением высоты телескопической стойки 3 устанавливают требуемый угол а наклона бруса 2, а изменением высоты верхнего основания 7 ниши устанавливают требуемое положение точки А. При этом необходимо следить за тем, чтобы брус 2 касался остроконечных опор А, В и горизонтальной плоскости в точке С. Установив требуемый угол а, с помощью датчиков давлений 8, 9 и 10 и соответствующей измерительной аппаратуры, не показанной на схеме, измеряют силы, с которыми остроконечные опоры и горизонтальная плоскость действуют на брус 2.

Если угол а наклона бруса к горизонту разделить на определенное количество одинаковых углов и при каждом значении угла измерять значения сил, с которыми остроконечные опоры действуют на брус, то появляется возможность экспериментального определения зависимостей сил от угла наклона бруса 2.

Проведя исследования при одном положении опоры 3 относительно станины 1, изменяют положение опоры 3 относительно станины 1 с помощью винтового механизма 6 с ручным приводом и исследования повторяют.

Кроме того, выполнение подвижной опоры 3 и верхнего основания 7 изменяющимися по высоте, позволяет исследовать изменение сил, приложенных к телам различных форм, например, трапецеидальных, клиновидных и т.д. и различных размеров.

Определив силы, действующие на брус, аналитически, появляется возможность сравнения аналитических и экспериментальных данных.

Таким образом, выполнение подвижной опоры и верхнего основания изменяющимися по высоте, дало расширение диапазона возможностей предложенной модели по сравнению с известной, так как она обеспечивает экспериментальное исследование зависимостей усилий в остроконечных опорах тел различной формы и размеров. Этим самым предложенная полезная модель способствует улучшению качества подготовки специалистов.

Модель с регулируемыми опорами, состоящая из станины, выполненной в виде ниши с горизонтальной остроконечной опорой, в которую упирается брус прямоугольной формы своей верхней гранью, опирающийся ребром основания в горизонтальную плоскость, а нижней гранью упирающийся в остроконечную подвижную опору, направляющими выступами установленную в продольных направляющих пазах станины с возможностью перемещения с помощью винтового механизма с ручным приводом и жесткого закрепления к станине с помощью резьбовых крепежных элементов, а остроконечные опоры ниши и опорное ребро бруса снабжены датчиками давлений, расположенными попарно на их противоположных сторонах, отличающаяся тем, что верхнее основание ниши выполнено подвижным, а подвижная опора - телескопической с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и фиксирования их с помощью резьбовых крепежных элементов.