RU125377U1

RU125377U1 - DEVICE FOR LABORATORY RESEARCH ON THEORETICAL MECHANICS

Info

Publication number: RU125377U1
Application number: RU2012124595/12U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Равиль Ленарович Резатдинов; Нияз Наилевич Фазылов; Мохаммед Аль-Музайкер
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть использована в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ. Известная составная конструкция состоит из стержней неизменяемых размеров. Это мешает организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней. У предложенной составной конструкции стержни выполнены телескопическими с соответствующими перемещениями опор. Это позволило организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней. 1 ил. The invention relates to laboratory equipment and can be used in educational laboratories on the theoretical mechanics of technical universities, colleges and technical schools. Known composite construction consists of rods of unchanged sizes. This makes it difficult for students to organize educational research work to identify the dependencies of the values of the coupling reactions and the forces of interaction between the parts of a structure and the size of the rods. In the proposed composite structure, the rods are made telescopic with corresponding movements of the supports. This made it possible to organize educational and research work for students to identify the dependencies of the values of coupling reactions and the forces of interaction between parts of a structure and the size of rods. 1 il.

Description

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть использована в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ.The invention relates to laboratory equipment and can be used in educational laboratories on the theoretical mechanics of technical universities, colleges and technical schools.

Известно устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящее из левой, правой и нижней частей, связанных между собой внутренним вращательным шарниром, при этом левая часть устройства состоит из Г-образного стержня, горизонтальная часть которого посередине связана со скользящим соединением, имеющим симметрично расположенный направляющий шток, направленный вертикально вверх, а вертикальная часть Г-образного стержня нижним концом связана с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на площадке, правая часть устройства состоит из горизонтального стержня, правый конец которого связан с вертикальным невесомым стержнем, расположенным на площадке, а нижняя часть устройства представляет собой вертикальный стержень, нижний конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой, расположенной на наклонной площадке с левым уклоном под углом 30° к горизонтальной плоскости (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. 7).It is known a device for laboratory research on theoretical mechanics, consisting of left, right and lower parts, interconnected by an internal rotational hinge, while the left part of the device consists of an L-shaped rod, the horizontal part of which is connected in the middle with a sliding joint having a symmetrically arranged guide the rod is directed vertically upwards, and the vertical part of the L-shaped rod is connected to the lower end with a stationary rotary hinge located on the platform, the right h The device consists of a horizontal rod, the right end of which is connected to a vertical weightless rod located on the platform, and the lower part of the device is a vertical rod, the lower end of which is connected to a pivotally movable support located on an inclined platform with a left incline at an angle of 30 ° to the horizontal plane (Collection of tasks for term papers on theoretical mechanics: textbook for technical universities. - 7th ed., Corrected. - M .: Integral Press, 2001, p.29, Fig.25, var. 7).

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.The main disadvantage of the known device lies in the fact that it has a constant rod size (frozen form), i.e. constant linear parameters of the rods, which does not allow students (students) to conduct educational studies, both theoretical and experimental, to identify the dependence of the values of coupling reactions and forces of interaction between the device parts and the linear dimensions of the rods.

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.The task, which the utility model is aimed at, is to make it possible for the rods of the device for laboratory research on theoretical mechanics to change their sizes and to provide students with educational studies.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для лабораторных исследований по теоретической механике, состоящем из левой, правой и нижней частей, связанных между собой внутренним вращательным шарниром, при этом левая часть устройства состоит из Г-образного стержня, горизонтальная часть которого посередине связана со скользящим соединением, имеющим симметрично расположенный направляющий шток, направленный вертикально вверх, а вертикальная часть Г-образного стержня нижним концом связана с неподвижным вращательным шарниром, расположенным на площадке, правая часть устройства состоит из горизонтального стержня, правый конец которого связан с вертикальным невесомым стержнем, расположенным на площадке, а нижняя часть устройства представляет собой вертикальный стержень, нижний конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой, расположенной на наклонной площадке с левым уклоном под углом 30° к горизонтальной плоскости, согласно заявляемой полезной модели, все стержни левой, правой и нижней частей устройства выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальной части Г-образного стержня и горизонтальном стержне правой части устройства вправо, а на вертикальной части Г-образного стержня и вертикальном стержне нижней части устройства - вниз, каждая площадка, на которой расположен, соответственно неподвижный вращательный шарнир, невесомый стержень и шарнирно-подвижной опора, выполнена с возможностью перемещения вдоль соответствующей вертикальной направляющей неподвижного вращательного шарнира, невесомого стержня и щарнирно-подвижной опоры, и жесткого закрепления, причем вертикальная направляющая, соответственно шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, выполнена с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, и жесткого закрепления.The technical result is achieved by the fact that the device for laboratory research on theoretical mechanics, consisting of left, right and lower parts, are interconnected by an internal rotary hinge, while the left part of the device consists of an L-shaped rod, the horizontal part of which is connected to the middle a connection having a symmetrically located guide rod, directed vertically upwards, and the vertical part of the L-shaped rod is connected to the lower end with a fixed rotary hinge, located on the platform, the right part of the device consists of a horizontal rod, the right end of which is connected to a vertical weightless rod located on the platform, and the lower part of the device is a vertical rod, the lower end of which is connected to a pivotally movable support located on an inclined platform with the left inclined at an angle of 30 ° to the horizontal plane, according to the claimed utility model, all the rods of the left, right and lower parts of the device are made telescopic, the outer rods are each The telescopic connection is made with terminals at the ends directed on the horizontal part of the L-shaped rod and the horizontal rod of the right part of the device to the right, and on the vertical part of the L-shaped rod and the vertical rod of the lower part of the device down, each platform on which is located, respectively fixed rotational hinge, weightless rod and pivotally movable support, is arranged to move along the corresponding vertical guide of the stationary rotary hinge, nev somogo scharnirno-rod and movable supports, and rigid fastening, the vertical guide respectively pivotally-movable support and weightless rod is movable along a respective horizontal guide is pivotally-movable support and weightless rod, and rigid fastening.

На фиг. представлена схема устройства для лабораторных исследований по теоретической механике.FIG. A diagram of the device for laboratory research on theoretical mechanics.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике с приложенными к нему внешними силами и моментами состоит из левой ABD, правой DE, и нижней DC частей, связанных между собой внутренним вращательным шарниром D.The device for laboratory research on theoretical mechanics with external forces and moments applied to it consists of left ABD, right DE, and lower DC parts, connected by an internal rotary hinge D.

Левая часть устройства состоит из Г-образного стержня, горизонтальная часть которого посередине связана со скользящим соединением В, имеющим симметрично расположенный направляющий шток 1, направленный вертикально вверх, а вертикальная часть Г-образного стержня нижним концом связана с неподвижным вращательным шарниром А, расположенным на горизонтальной площадке.The left part of the device consists of an L-shaped rod, the horizontal part of which is connected in the middle with a sliding connection B, which has a symmetrically located guide rod 1, directed vertically upwards, and the vertical part of the L-shaped rod is connected to the lower end with a stationary rotary hinge A, located on the horizontal site.

Правая часть устройства состоит из горизонтального стержня, правый конец которого в точке Е связан с вертикальным невесомым стержнем 2, расположенным на горизонтальной площадке.The right part of the device consists of a horizontal rod, the right end of which at point E is connected with a vertical weightless rod 2 located on a horizontal platform.

Нижняя часть устройства представляет собой вертикальный стержень, нижний конец которого связан с шарнирно-подвижной опорой в точке С, расположенной на наклонной площадке с левым уклоном под углом 30° к горизонтальной плоскости.The lower part of the device is a vertical rod, the lower end of which is connected with a pivotally movable support at point C located on an inclined platform with a left incline at an angle of 30 ° to the horizontal plane.

Все стержни левой, правой и нижней частей устройства выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 3 правой части устройства, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 4. Клеммы направлены на горизонтальной части Г-образного стержня и горизонтальном стержне правой части устройства вправо, а на вертикальной части Г-образного стержня и вертикальном стержне нижней части устройства вниз.All rods of the left, right and lower parts of the device are made telescopic. The outer rods of each telescopic connection, for example, the rod 3 of the right side of the device, are made with terminals at the ends. For the given example - terminal 4. The terminals are directed on the horizontal part of the L-shaped rod and the horizontal rod of the right part of the device to the right, and on the vertical part of the L-shaped rod and the vertical rod of the lower part of the device down.

Площадки, на которых расположен неподвижный вращательныйThe platforms on which the fixed rotational is located

шарнир левой части устройства, шарнирно-подвижная опора нижней части устройства, невесомый стержень 2 правой части устройства, выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, соответственно 5, 6, 7 и жесткого закрепления к ним. Вертикальные направляющие 6 и 7, соответственно шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, выполнены с возможностью перемещения вдоль горизонтальных направляющих 8 и 9, соответственно шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, и жесткого закрепления к ним.the hinge of the left part of the device, the pivotally movable support of the lower part of the device, the weightless rod 2 of the right part of the device, are arranged to move along the vertical guides, respectively 5, 6, 7 and rigid fastening to them. Vertical guides 6 and 7, respectively, of the hinge-movable support and weightless rod, are arranged to move along horizontal guides 8 and 9, respectively, of the hinge-mobile support and weightless rod, and rigid attachment to them.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике работает следующим образом.Device for laboratory research on theoretical mechanics works as follows.

Известное устройство-прототип 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.The known device prototype consists of rods of unchanged sizes. In the proposed device, the rods are made telescopic, with terminals at the ends. This allows you to change the length of the rods and fix their size with the help of terminals. You can change the length of any rod or all at once, or in any other combination and determine the reaction of the supports and the forces of interaction between the parts of the device. By varying the lengths of the rods in steps and determining each time the reaction of the supports and the interaction forces of the parts of the device, it is possible to obtain the dependencies of the reactions of the supports and the interaction forces on the sizes of the rods. A flat arbitrary system of forces is applied to the device. When solving a problem, for example, the first form of equilibrium conditions of such a system of forces is used.

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

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 moments relative to any center lying in the same plane must be zero

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр.1, абзац 2).The general methodology for solving such problems is given in the manual presented above (p. 1, paragraph 2).

Предлагаемое устройство для лабораторных исследований по теоретической механике позволяет, при наличии соответствующих датчиков, экспериментально определять реакции опор и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.The proposed device for laboratory studies on theoretical mechanics allows, with the presence of appropriate sensors, to experimentally determine the reactions of supports and compare the results of theoretical and experimental studies.

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.Solving problems with variable rod sizes has been introduced into the educational process of first-year students of FSBEI HPE “Kazan State Energy University”. Students from the first course begin to carry out teaching and research work. This undoubtedly improves the quality of student learning.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.Thus, the task assigned to the utility model is fully accomplished.

Claims

A device for laboratory research on theoretical mechanics, consisting of left, right and lower parts, connected by an internal rotational hinge, while the left part of the device consists of an L-shaped rod, the horizontal part of which is connected in the middle with a sliding joint having a symmetrically located guide rod , directed vertically up, and the vertical part of the L-shaped rod is connected to the lower end with a fixed rotary hinge located on the platform, the right part of the device The structure consists of a horizontal rod, the right end of which is connected to a vertical weightless rod located on the platform, and the lower part of the device is a vertical rod, the lower end of which is connected to a pivotally movable support located on an inclined platform with a left inclination at an angle of 30 ° to horizontal plane, characterized in that all the rods of the left, right and lower parts of the device are made of telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals on the end x, directed on the horizontal part of the L-shaped rod and the horizontal rod of the right part of the device to the right, and on the vertical part of the L-shaped rod and the vertical rod of the lower part of the device - down, each platform on which there is respectively a fixed rotary joint, a weightless rod and a hinge - movable support, made with the possibility of movement along the corresponding vertical guide of the stationary rotary hinge, weightless rod and pivotally movable support and rigidly fixed This, the vertical guide, respectively, of the pivotally movable support and the weightless rod is arranged to move along the corresponding horizontal guide of the pivotally movable support and the weightless rod and rigid fastening.