RU115906U1

RU115906U1 - COMPOSITE DESIGN OF THE TRAINING MODEL FOR DETERMINING THE INTERACTION POWER AND REACTIONS OF RIGID TURNING AND HINGE AND MOVABLE SUPPORT

Info

Publication number: RU115906U1
Application number: RU2011151910/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Константин Олегович Маркин
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Составная конструкция учебной модели для определения сил взаимодействия и реакций жесткой заделки и шарнирно-подвижной опоры, состоящая из левой и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом левая часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня, у которого правый участок горизонтальной части в два раза длиннее левого участка, причем из конца левого участка горизонтальной части Т-образного стержня исходит вверх вертикальный отвод, а нижняя вертикальная часть Т-образного стержня связана с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной плоскости, правая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, верхний конец которого жестко заделан в станину, отличающаяся тем, что левый и правый участки горизонтальной части Т-образного стержня, верхний вертикальный отвод и нижняя вертикальная часть Т-образного стержня левой части составной конструкции, а также вертикальный стержень правой части составной конструкции выполнены телескопическими, при этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, которые на верхнем вертикальном отводе и нижней вертикальной части Т-образного стержня левой части составной конструкции, а также на вертикальном стержне правой части составной конструкции направлены вниз, а на горизонтальных участках Т-образного стержня направлены вправо, причем верхняя жесткая заделка вертикального стержня правой части составной конструкции выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной плоскости и жесткого закрепления к ней. Composite structure of the training model for determining the interaction forces and reactions of a rigid embedment and an articulated-movable support, consisting of left and right parts interconnected by a rotary hinge, while the left part of the composite structure consists of a T-shaped rod, in which the right section of the horizontal part is twice as long as the left section, and from the end of the left section of the horizontal part of the T-shaped rod, a vertical outlet extends upward, and the lower vertical part of the T-shaped rod is connected to an articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane, the right part of the composite structure consists from a vertical rod, the upper end of which is rigidly embedded in the frame, characterized in that the left and right sections of the horizontal part of the T-shaped rod, the upper vertical branch and the lower vertical part of the T-shaped rod of the left part of the composite structure, as well as the vertical rod of the right part of the composite structure constructions made telescopic, while the outer rods of all telescopic connections are equipped with terminals at the ends, which are directed downward on the upper vertical branch and the lower vertical part of the T-shaped rod of the left part of the composite structure, as well as on the vertical rod of the right part of the composite structure, directed downward, and on the horizontal sections T- shaped rod directed to the right, and the upper rigid embedding of the vertical rod of the right part of the composite structure is made with the possibility of moving along the vertical plane and rigidly fastening to it.

Description

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике технических вузов, техникумов и технических училищ.The utility model relates to laboratory equipment and can be used in educational laboratories in theoretical and applied mechanics of technical universities, technical schools and technical schools.

Известна составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.23, рис.17, вар.30), состоящая из левой и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром, левая часть состоит из Т-образного стержня, у которого правый участок горизонтальной части в два раза длиннее левого, из конца левого участка исходит вверх вертикальный отвод, нижняя вертикальная часть стержня связана с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной плоскости, правая часть состоит из вертикального стержня, верхний конец которого жестко заделан в станину.Known composite structure with external forces and moments applied to it (Collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: A manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p.23, fig. 17, var. 30), consisting of the left and right parts connected by a rotary hinge, the left part consists of a T-shaped rod, in which the right part of the horizontal part is two times longer than the left, from the end of the left part comes up branch, lower vertical part of the tie rod in a pivotally-movable support, rollers which are arranged on a horizontal plane, the right part consists of a vertical shaft whose upper end is fixedly clamped in a frame.

Основной недостаток известной составной конструкции заключается в том, что она имеет постоянные размеры стержней (застывшую форму), т.е. постоянные линейные параметры стержней, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от линейных размеров стержней.The main disadvantage of the known composite structure is that it has constant dimensions of the rods (solidified form), i.e. constant linear parameters of the rods, which does not allow students (students) to conduct educational research, both theoretical and experimental, to identify the dependence of the magnitude of the reactions of bonds and the forces of interaction of the parts of the structure on the linear dimensions of the rods.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней составной конструкции можно было изменять их длину и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований.The problem, which the utility model is aimed at, is that in the rods of a composite structure it is possible to change their length and provide students with educational research.

Технический результат достигается тем, что в составной конструкции учебной модели для определения сил взаимодействия и реакций жесткой заделки и шарнирно-подвижной опоры, состоящей из левой и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом левая часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня, у которого правый участок горизонтальной части в два раза длиннее левого участка, причем из конца левого участка горизонтальной части Т-образного стержня исходит вверх вертикальный отвод, а нижняя вертикальная часть Т-образного стержня связана с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной плоскости, правая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, верхний конец которого жестко заделан в станину, согласно предлагаемой полезной модели, левый и правый участки горизонтальной части Т-образного стержня, верхний вертикальный отвод и нижняя вертикальная часть Т-образного стержня левой части составной конструкции, а также вертикальный стержень правой части составной конструкции выполнены телескопическими, при этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, которые на верхнем вертикальном отводе и нижней вертикальной части Т-образного стержня левой части составной конструкции, а также на вертикальном стержне правой части составной конструкции направлены вниз, а на горизонтальных участках Т-образного стержня направлены вправо, причем верхняя жесткая заделка вертикального стержня правой части составной конструкции выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной плоскости и жесткого закрепления к ней.The technical result is achieved by the fact that in the composite design of the training model for determining the forces of interaction and reactions of a rigid seal and a pivotally movable support, consisting of left and right parts interconnected by a rotary joint, while the left part of the composite structure consists of a T-shaped rod , in which the right part of the horizontal part is two times longer than the left part, and a vertical branch comes up from the end of the left part of the horizontal part of the T-shaped rod, and the lower vertical hour the T-shaped rod is connected with a pivotally movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane, the right part of the composite structure consists of a vertical rod, the upper end of which is rigidly embedded in the frame, according to the proposed utility model, the left and right sections of the horizontal part of the T-shaped the rod, the upper vertical branch and the lower vertical part of the T-shaped rod of the left side of the composite structure, as well as the vertical rod of the right side of the composite structure are made telescopically and, while the outer rods of all telescopic joints are equipped with terminals at the ends, which are directed downward on the upper vertical branch and the lower vertical part of the T-shaped rod of the left side of the composite structure, as well as on the horizontal sections of the T- the shaped rod is directed to the right, and the upper rigid seal of the vertical rod of the right side of the composite structure is made with the possibility of movement along the vertical plane and rigidly fixed Nia to her.

Такое исполнение составной конструкции позволило изменять размеры стержней и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней и их частей как теоретически, так и экспериментально.Such a performance of the composite structure made it possible to change the dimensions of the rods and conduct training studies for students to identify the dependence of the magnitude of the reactions of bonds (supports) and the forces of interaction of the parts of the structure on the dimensions of the rods and their parts both theoretically and experimentally.

На фиг. представлена схема составной конструкции.In FIG. presents a diagram of a composite structure.

Составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами состоит из левой АС и правой СВ частей, связанных между собой в точке С внутренним вращательным шарниром. Левая часть состоит из Т-образного стержня, у которого правый участок горизонтальной части в два раза длиннее левого. Из конца левого участка исходит вверх вертикальный отвод, нижняя вертикальная часть стержня в точке А связана с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной плоскости. Правая часть состоит из вертикального стержня СВ, верхний конец которого в точке В жестко заделан в станину. Стержни АС и СВ и их части выполнены телескопическими. При этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, например, внешний стержень 1 и клемма 2. Клеммы направлены на вертикальных участках стержней вниз, на горизонтальных - вправо. Верхняя жесткая заделка стержня СВ правой части выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной плоскости 3 и жесткого закрепления к ней в нужном положении.The composite structure with external forces and moments applied to it consists of the left speaker and the right CB parts connected to each other at point C by an internal rotary joint. The left part consists of a T-shaped rod, in which the right part of the horizontal part is two times longer than the left. A vertical branch extends upward from the end of the left section, the lower vertical part of the rod at point A is connected with a pivotally movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane. The right part consists of a vertical rod CB, the upper end of which at point B is rigidly embedded in the bed. The AS and CB rods and their parts are made telescopic. In this case, the outer rods of all telescopic joints are provided with terminals at the ends, for example, the outer rod 1 and terminal 2. The terminals are directed downwards on the vertical sections of the rods and to the right on horizontal sections. The upper rigid seal of the rod CB of the right part is made with the possibility of movement along the vertical plane 3 and rigidly fixed to it in the desired position.

Составная конструкция работает следующим образом.The composite structure works as follows.

Силы, приложенные к составной конструкции, образуют плоскую произвольную систему сил, находящуюся в равновесии. Для определения реакций опор (связей) и сил взаимодействия левой и правой частей конструкции 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 .The forces applied to the composite structure form a plane arbitrary system of forces in equilibrium. To determine the reactions of supports (bonds) and the forces of interaction between the left and right parts of the structure, for example, the first form of the equilibrium conditions of such a system of forces is used. It consists in the following: for the equilibrium of a plane arbitrary system of forces, it is necessary and sufficient that the algebraic sum of the projections of the acting forces on each of the coordinate axes and the algebraic sum of the moments relative to any center lying in the same plane should be equal to zero .

Если вычислять реакции опор и силы взаимодействия двух частей составной конструкции при постоянных размерах стержней прототипа, то получают и значения сил постоянными. В предложенной составной конструкции все части стержней выполнены телескопическими с клеммами на концах, но при сохранении действующих сил и моментов первые два условия равновесия при одних и тех же размерах стержней будут давать в обоих случаях один и тот же результат. И только третье условие равновесия при изменении длины стержней ступенчато и закреплении их с помощью клемм позволяет находить зависимости реакций опор и сил взаимодействия двух частей (АС и СВ) от размеров стержней. Если увеличивать длину телескопического соединения, например, расположенного левее точки С, то будет увеличиваться расстояние от точки приложения силы Р₂ до жесткой заделки В. Следовательно, можно решать задачу о зависимости величин реакций опор от изменения расстояния от точки приложения силы Р₂ до точки В. Одновременно будет изменяться размер плеча силы Р₂ относительно точки В, относительно которой при решении задачи следует составлять уравнение равновесия моментов сил, приложенных ко всей конструкции . Увеличение размеров плеч сил будет наблюдаться и при изменении размеров остальных телескопических соединений. Следовательно, перед студентами (обучающимися) можно ставить несколько учебно-исследовательских задач. Конструкция позволяет при наличии соответствующих датчиков определять реакции опор и экспериментально, сравнивая результаты теоретических и экспериментальных исследований.If we calculate the reactions of the supports and the forces of interaction of the two parts of the composite structure with constant dimensions of the rods of the prototype, then we obtain the values of the forces constant. In the proposed composite structure, all parts of the rods are made telescopic with terminals at the ends, but while maintaining the acting forces and moments, the first two conditions of equilibrium for the same dimensions of the rods will give in both cases the same result. And only the third equilibrium condition when changing the length of the rods stepwise and fixing them with the help of terminals allows you to find the dependence of the reactions of the supports and the forces of interaction of the two parts (AC and CB) on the size of the rods. If you increase the length of the telescopic connection, for example, located to the left of point C, then the distance from the point of application of force P ₂ to the hard seal B will increase. Therefore, we can solve the problem of the dependence of the reaction values of the supports on changing the distance from the point of application of force P ₂ to point B At the same time, the size of the shoulder of force P ₂ will change with respect to point B, with respect to which, when solving the problem, an equilibrium of the moments of forces applied to the whole structure should be made . An increase in the size of the shoulder forces will also be observed with a change in the size of the remaining telescopic joints. Therefore, students (students) can set several educational and research tasks. The design allows, in the presence of appropriate sensors, to determine the reactions of supports and experimentally, comparing the results of theoretical and experimental studies.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена. Предложенная составная конструкция позволяет изменять размеры стержней и организовывать учебно-исследовательскую работу студентов младших курсов (1-го и 2-го), значительно улучшая их инженерную подготовку.Thus, the task posed to the utility model is fully completed. The proposed composite design allows you to change the size of the rods and organize the research work of junior students (1st and 2nd), significantly improving their engineering training.

Claims

The composite design of the training model for determining the forces of interaction and reactions of the hard seal and the pivotally movable support, consisting of the left and right parts interconnected by a rotary hinge, while the left part of the composite structure consists of a T-shaped rod with the right portion of the horizontal part two times longer than the left section, and a vertical branch extends upward from the end of the left section of the horizontal part of the T-shaped rod, and the lower vertical part of the T-shaped rod is connected to the hinged a mobile support, the rollers of which are located on a horizontal plane, the right part of the composite structure consists of a vertical rod, the upper end of which is rigidly embedded in the bed, characterized in that the left and right sections of the horizontal part of the T-shaped rod, the upper vertical branch and the lower vertical part T -shaped rod of the left side of the composite structure, as well as the vertical rod of the right side of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of all telescopic joints are clamped at the ends, which are directed downward on the upper vertical branch and the lower vertical part of the T-shaped rod of the left part of the composite structure, as well as on the vertical rod of the right part of the composite structure, and the upper rigid seal is placed on the horizontal sections of the T-shaped rod the vertical rod of the right side of the composite structure is arranged to move along a vertical plane and rigidly fixed to it.