RU145525U1 - Трапецеидальный стержень с левым неподвижным вращательным шарниром и правой наклонной шарнирно-подвижной опорой - Google Patents

Abstract

Трапецеидальный стержень с левым неподвижным вращательным шарниром и правой наклонной шарнирно-подвижной опорой, состоящий из трапецеидального контура, левая боковая сторона которого расположена наклонно с левым уклоном, правая боковая сторона расположена вертикально, нижний конец левой боковой стороны связан с неподвижным вращательным шарниром, а правой боковой стороны - с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с левым уклоном, шарниры опор лежат на одной горизонтали, отличающийся тем, что все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальной боковой стороне стержня вниз, на горизонтальном верхнем основании - влево, на левой наклонной боковой стороне - вниз по уклону, а наклонная площадка, на которой расположены катки шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины 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.

Известен стержень с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l₁, l₂ (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр. 10, рис. 2, вар. 10а), состоящий из трапецеидального контура, левая боковая сторона которого расположена наклонно с левым уклоном, правая боковая сторона расположена вертикально, нижний конец левой боковой стороны связан с неподвижным вращательным шарниром, а правой боковой стороны - с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с левым уклоном, шарниры опор лежат на одной горизонтали.

Основной недостаток известного стержня заключается в том, что он имеет постоянные размеры (застывшую форму), т.е. постоянные линейные параметры участков, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей от линейных размеров его участков.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержня можно было изменять размеры его участков и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований по выявлению зависимости величин реакций связей от линейных размеров его участков.

Технический результат достигается тем, что в трапецеидальном стержне с левым неподвижным вращательным шарниром и правой наклонной шарнирно-подвижной опорой, состоящим из трапецеидального контура, левая боковая сторона которого расположена наклонно с левым уклоном, правая боковая сторона расположена вертикально, нижний конец левой боковой стороны связан с неподвижным вращательным шарниром, а правой боковой стороны - с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с левым уклоном, шарниры опор лежат на одной горизонтали, согласно нашему предложению, все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальной боковой стороне стержня вниз, на горизонтальном верхнем основании - влево, на левой наклонной боковой стороне - вниз по уклону, а наклонная площадка, на которой расположены катки шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.

Такое исполнение стержня позволило изменять размеры участков стержня и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) от размеров его участков.

На фиг. представлена схема предложенного стержня.

Трапецеидальный стержень с левым неподвижным вращательным шарниром и правой наклонной шарнирно-подвижной опорой состоит из трапецеидального контура AECB, левая боковая сторона AE которого расположена наклонно с левым уклоном. Правая боковая сторона CD расположена вертикально. Нижний конец левой боковой стороны AE связан с неподвижным вращательным шарниром A, а правой боковой стороны - с шарнирно-подвижной опорой B, катки которой расположены на наклонной площадке с левым уклоном.

Шарниры опор A и B лежат на одной горизонтали. Все участки стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальной боковой стороне CB стержня вниз, на горизонтальном верхнем основании EC - влево, на левой наклонной боковой стороне AE - вниз по уклону. Например, наклонная сторона AE имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную вниз по уклону. Наклонная площадка, на которой расположены катки шарнирно-подвижной опоры B, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей 3, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 4 станины и жесткого закрепления той и другой в нужном положении.

Стержень работает следующим образом.

У прототипа участки стержня AE, EC и CB неизменяемых размеров. У предложенного стержня AECB его участки выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины участков стержней и закреплять их размеры с помощью клемм. Можно изменять длину любого участка стержня или всех сразу и определять реакции его опор. Изменяя длины участков стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор, можно получать зависимости реакций опор от размеров стержней. К 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 (, , ).

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр. 8-14). Конструкция позволяет при наличии соответствующих датчиков определять реакции опор и экспериментально и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Решение задач с изменяемыми размерами участков 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. Трапецеидальный стержень с левым неподвижным вращательным шарниром и правой наклонной шарнирно-подвижной опорой, состоящий из трапецеидального контура, левая боковая сторона которого расположена наклонно с левым уклоном, правая боковая сторона расположена вертикально, нижний конец левой боковой стороны связан с неподвижным вращательным шарниром, а правой боковой стороны - с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на наклонной площадке с левым уклоном, шарниры опор лежат на одной горизонтали, отличающийся тем, что все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на вертикальной боковой стороне стержня вниз, на горизонтальном верхнем основании - влево, на левой наклонной боковой стороне - вниз по уклону, а наклонная площадка, на которой расположены катки шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.