RU143338U1 - Трапецеидальная составная конструкция - Google Patents

Abstract

Трапецеидальная составная конструкция, состоящая из левой и правой частей, связанных между собой и со станиной вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, а правая часть составной конструкции состоит из ломаного стержня, имеющего наклонную часть с правым уклоном и вертикальную часть, отличающаяся тем, что вертикальные и наклонная часть стержня левой и правой частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными у вертикальных стержней вниз, у наклонного стержня по уклону влево, а неподвижная шарнирная опора правой части составной конструкции выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной плоскости 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 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. 259, рис. 176, вар. 7), состоящая из левой и правой частей, связанных между собой и со станиной вращательными шарнирами, левая часть состоит из вертикального стержня, правая часть состоит из ломаного стержня, имеющего наклонную часть с правым уклоном, и вертикальную часть.

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 трапецеидальной составной конструкции, состоящей из левой и правой частей, связанных между собой и со станиной вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, а правая часть составной конструкции состоит из ломаного стержня, имеющего наклонную часть с правым уклоном, и вертикальную часть, согласно нашему предложению, вертикальные и наклонная часть стержня левой и правой частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными у вертикальных стержней вниз, у наклонного стержня по уклону влево, а неподвижная шарнирная опора правой части составной конструкции выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной плоскости 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 и их частей.

На фиг. представлена схема трапецеидальной составной конструкции.

Составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами состоит из левой AC и правой CDB частей, связанных между собой вращательным шарниром C, а со станиной - шарнирами A и B. Левая часть состоит из вертикального стержня AC. Стержень правой части состоит из наклонной части CD и вертикальной части DB. Вертикальные и наклонная часть стержня левой и правой частей конструкции выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, например, стержень AC имеет наружный стержень 1 и клемму 2. У вертикальных стержней клеммы направлены вниз, у наклонного стержня по уклону влево, а неподвижная шарнирная опора 3 правой части выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной плоскости 4 и жесткого закрепления к ней в нужном положении.

Силы, приложенные к составной конструкции, образуют плоскую произвольную систему сил, находящуюся в равновесии. Для определения реакций опор (связей) и сил взаимодействия 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 (, , ).

Если вычислять реакции опор и силы взаимодействия двух частей составной конструкции при постоянных размерах стержней прототипа, то можно получить 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 (, ) 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 (AC и CDB) от размеров стержней. Если увеличивать длину телескопических соединений, например, вертикальных стержней AC и BD, то будут увеличиваться расстояния точек приложения силы P₁ от опоры A и силы P₂ от опоры B. Следовательно, можно решать задачу о зависимости величин реакций опор от изменения расстояния от точки приложения силы P₁ до точки A или силы P₂ от точки B, относительно которой при решении задачи можно составлять уравнение равновесия моментов сил, приложенных ко всей конструкции . Увеличение плеч сил будет наблюдаться и при изменении длин остальных телескопических соединений. Следовательно, перед студентами (обучающимися) можно ставить несколько учебно-исследовательских задач. Конструкция позволяет при наличии соответствующих датчиков определять реакции опор и экспериментально и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена. Предложенная составная конструкция позволяет организовать учебно-исследовательскую работу студентов младших курсов (1-го и 2-го) и значительно улучшить их инженерную подготовку.

Claims (1)

1. Трапецеидальная составная конструкция, состоящая из левой и правой частей, связанных между собой и со станиной вращательными шарнирами, при этом левая часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, а правая часть составной конструкции состоит из ломаного стержня, имеющего наклонную часть с правым уклоном и вертикальную часть, отличающаяся тем, что вертикальные и наклонная часть стержня левой и правой частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными у вертикальных стержней вниз, у наклонного стержня по уклону влево, а неподвижная шарнирная опора правой части составной конструкции выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной плоскости и жесткого закрепления к ней.