RU124969U1 - Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике - Google Patents

Abstract

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящее из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть устройства состоит из наклонного стержня с правым уклоном, отличающееся тем, что все стержни левой, правой и верхней частей устройства выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях вниз, а на наклонном стержне по уклону вправо, 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.

Известно устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящее из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть устройства также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть устройства состоит из наклонного стержня с правым уклоном (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.21).

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что оно 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 устройства от линейных размеров стержней.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней устройства для лабораторных исследований по теоретической механике можно было изменять их размеры и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящем из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть устройства также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть устройства состоит из наклонного стержня с правым уклоном, согласно заявляемой полезной модели, все стержни левой, правой и верхней частей устройства выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях - вниз, а на наклонном стержне -по уклону вправо, при этом горизонтальная площадка неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.

Такое исполнение устройства позволило изменять размеры стержней и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) и сил взаимодействия частей устройства от размеров стержней.

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

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике с приложенными к нему внешними силами и моментами состоит из левой АВ, правой DC и верхней ВС частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами.

Левая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину.

Правая часть устройства также состоит из вертикального стержня, нижний конец которого в точке D связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке.

Верхняя часть устройства состоит из наклонного стержня с правым уклоном.

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

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике работает следующим образом.

Известное устройство состоит из стержней неизменяемых размеров. В предложенном устройстве 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 устройства. Изменяя длины стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор и силы взаимодействия частей устройства, можно получать зависимости реакций опор и сил взаимодействия от размеров стержней. К устройству 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).

Предлагаемое устройство 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. Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящее из левой, правой и верхней частей, связанных между собой внутренними вращательными шарнирами, при этом левая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого жестко заделан в станину, правая часть устройства состоит из вертикального стержня, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на соответствующей горизонтальной площадке, а верхняя часть устройства состоит из наклонного стержня с правым уклоном, отличающееся тем, что все стержни левой, правой и верхней частей устройства выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальных стержнях вниз, а на наклонном стержне по уклону вправо, при этом горизонтальная площадка неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.

   

Images