RU121578U1 - Составная конструкция установки с жесткой заделкой и неподвижным вращательным шарниром - Google Patents

Abstract

Составная конструкция установки с жесткой заделкой и неподвижным вращательным шарниром, состоящая из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть составной конструкции также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть составной конструкции состоит из левого и правого горизонтальных стержней, отличающаяся тем, что все стержни левой, правой и верхней частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях вниз, а на горизонтальных стержнях - влево, при этом горизонтальная площадка неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.

Description

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ.

Известна составная конструкция установки с жесткой заделкой и неподвижным вращательным шарниром, состоящая из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть составной конструкции также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть составной конструкции состоит из левого и правого горизонтальных стержней (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.29, рис.25, вар.23).

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.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней составной конструкции можно было изменять их размеры и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований.

Технический результат достигается тем, что в составной конструкции установки с жесткой заделкой и неподвижным вращательным шарниром, состоящей из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть составной конструкции также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть составной конструкции состоит из левого и правого горизонтальных стержней, согласно нашему предложению, все стержни левой, правой и верхней частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях вниз, а на горизонтальных стержнях - влево, при этом горизонтальная площадка неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.

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.

На фиг. представлена схема составной конструкции.

Составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами состоит из левой АЕ правой DC и верхней ЕВС частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами. Левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину. Правая часть составной конструкции также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого в точке D связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке.

Верхняя часть составной конструкции состоит из левого и правого горизонтальных стержней.

Все стержни левой, правой и верхней частей составной конструкции выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 1, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 2. Клеммы направлены на вертикальных стержнях вниз. На горизонтальных стержнях - влево. Горизонтальная площадка 3 неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 4 и жесткого закрепления к ней.

Составная конструкция работает следующим образом.

У прототипа стержни неизменяемых размеров. У предложенной составной конструкции стержни выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины стержней и закреплять их размеры с помощью клемм. Можно изменять длину любого стержня или всех сразу, или в любом другом сочетании и определять реакции опор и силы взаимодействия частей составной конструкции.

Изменяя длины стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор и силы взаимодействия частей составной конструкции, можно получать зависимости реакций опор и сил взаимодействия от размеров стержней. К составной 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 (ΣF_kx=0, ΣF_ky=0, ).

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр.1, абзац 2).

Предлагаемая составная конструкция позволяет, при наличии соответствующих датчиков, экспериментально определять реакции опор и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Решение задач с изменяемыми размерами стержней внедрено в учебный процесс студентов первого курса ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет». 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.

Claims (1)

1. Составная конструкция установки с жесткой заделкой и неподвижным вращательным шарниром, состоящая из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть составной конструкции также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть составной конструкции состоит из левого и правого горизонтальных стержней, отличающаяся тем, что все стержни левой, правой и верхней частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях вниз, а на горизонтальных стержнях - влево, при этом горизонтальная площадка неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.