RU143130U1 - Составная конструкция с двумя направляющими станины и двумя овальными упорами - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена 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.

Description

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

Известен лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.57, рис.55, вар. 12), состоящее из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, левая часть состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части конструкции, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня этой части конструкции связан вращательным шарниром со стержнем средней части конструкции, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части конструкции разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части конструкции, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей конструкции делят середина направляющей станины средней части конструкции и вертикальный стержень средней части слева направо как полтора, один, два.

Основной недостаток известного оборудования 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 конструкции от линейных размеров стержней.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней лабораторного оборудования можно было изменять их размеры и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от линейных размеров стержней.

Технический результат достигается тем, что в лабораторном оборудовании для исследований по теоретической механике, состоящем из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, при этом левая часть оборудования состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня правой части оборудования связан вращательным шарниром со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части оборудования разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей оборудования делят середина направляющей станины средней части оборудования и ее вертикальный стержень слева направо как полтора, один, два, согласно нашему предложению, все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз, вертикальные направляющие левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Такое исполнение оборудования 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.

На фиг. представлена схема стенда.

Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике, с приложенными к нему внешними силами, моментами и соответствующими размерами l₁, 1,5l₁, 2l₁, состоит из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами.

Левая часть оборудования состоит из вертикального стержня AFC, нижний конец A которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем CLED правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°. Нижний конец вертикального стержня LED этой части оборудования связан вращательным шарниром D со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень DUSKE, повернутый на 90° против хода часовой стрелки.

Вертикальный стержень USK средней части оборудования разделен на две части: US и SK. Размеры частей относятся между собой сверху вниз, как два к полтора. Нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением UD, направленным вправо.

Нижний конец S верхней части KS этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением SF с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих B станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования. Расстояние AD между вертикальными стержнями CFA левой и LED правой частей оборудования делят середина направляющей B станины средней части оборудования и вертикальный стержень USK средней части слева направо как полтора, один, два.

Все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз. Например, горизонтальный стержень CL правой части оборудования имеет наружный стержень 1 и клемму 2, расположенную на левом конце стержня. Вертикальные направляющие A левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины B средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих соответственно 3, 4, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих соответственно 5, 6 и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.

Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике работает следующим образом.

У прототипа стержни неизменяемых размеров. У предложенного оборудования 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 оборудования.

Изменяя длины стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор и силы взаимодействия частей оборудования, можно получать зависимости реакций опор и сил взаимодействия от размеров стержней. К стенду 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.54-63). Предложенное лабораторное оборудование позволяет, при наличии соответствующих датчиков, определять реакции опор экспериментально и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Решение задач с изменяемыми размерами стержней внедрено в учебный процесс студентов первого курса Казанского государственного энергетического университета. 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. Лабораторное оборудование для исследований по теоретической механике, состоящее из левой, средней и правой частей, связанных между собой вращательным шарниром и овальными упорами, при этом левая часть оборудования состоит из вертикального стержня, нижний конец которого расположен в вертикальных направляющих станины, а верхний конец связан вращательным шарниром с Г-образным стержнем правой части оборудования, повернутым вокруг вертикали на 180°, нижний конец вертикального стержня правой части оборудования связан вращательным шарниром со стержнем средней части оборудования, представляющей собой П-образный стержень, повернутый на 90° против хода часовой стрелки, вертикальный стержень средней части оборудования разделен на две части, размеры которых относятся между собой сверху вниз как два к полтора, нижняя часть этого стержня жестко связана с горизонтальным ответвлением, направленным вправо, нижний конец верхней части этого стержня жестко связан с горизонтальным ответвлением с овальным упором на конце, направленным влево, расположенным в горизонтальных направляющих станины и упирающимся в вертикальный стержень левой части оборудования, расстояние между вертикальными стержнями левой и правой частей оборудования делят середина направляющей станины средней части оборудования и ее вертикальный стержень слева направо как полтора, один, два, отличающийся тем, что все стержни левой, средней и правой частей оборудования выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней влево, на вертикальных - вниз, вертикальные направляющие левой части оборудования и горизонтальные направляющие станины средней части оборудования выполнены с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих, которые закреплены к станине с возможностью перемещения их вдоль горизонтальных направляющих и жесткого закрепления и тех и других к направляющим.