RU145782U1

RU145782U1 - BROKEN ROD OF TORQUE SHAPE WITH WEIGHTLESS ROD

Info

Publication number: RU145782U1
Application number: RU2014123232/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-09-27

Abstract

Ломаный стержень корытообразной формы с невесомым стержнем, состоящий из левого вертикального участка, верхний конец которого шарнирно связан с горизонтальным невесомым стержнем, левый конец невесомого стержня шарнирно связан с вертикальной станиной, а нижний конец левого вертикального участка жестко связан с горизонтальным участком, правый конец горизонтального участка жестко связан с правым вертикальным участком, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже неподвижного вращательного шарнира, отличающийся тем, что все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальном участке стержня вправо, на левом и правом вертикальных участках - вниз, горизонтальная площадка, являющаяся основанием неподвижного вращательного шарнира, 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.A broken trough-shaped rod with a weightless rod, consisting of a left vertical section, the upper end of which is pivotally connected to a horizontal weightless rod, the left end of a weightless rod is pivotally connected to a vertical bed, and the lower end of the left vertical section is rigidly connected to a horizontal section, the right end of the horizontal section rigidly connected to the right vertical section, the lower end of which is connected with a fixed rotary hinge, the base of which is a horizontal area ka, located below the fixed rotary hinge, characterized in that all sections of the rod are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the right on the horizontal section of the rod, downward on the left and right vertical sections, the horizontal platform being the base fixed rotary hinge, made with the possibility of movement along the vertical guide and rigid fastening to it, the vertical guide is made with the ability to move along the horizontal guide of the bed and hard fastening to it.

Description

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

Известен стержень с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l₁ (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр. 12, рис. 4, вар. 25б), состоящий из вертикального участка, верхний конец которого шарнирно связан с горизонтальным невесомым стержнем, левый конец невесомого стержня шарнирно связан с вертикальной станиной, а нижний конец вертикального участка жестко связан с горизонтальным участком, направленным вправо, конец горизонтального участка жестко связан с вертикальным участком, направленным вверх, а его нижний конец связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже шарнира.A known core with external forces and moments applied to it and corresponding dimensions l ₁ (Collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: A manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 12, Fig. 4, version 25b), consisting of a vertical section, the upper end of which is pivotally connected to a horizontal weightless rod, the left end of the weightless rod is pivotally connected to a vertical frame, and the lower end of the vertical section is rigidly connected to the horizontal section, to the right nym right end of the horizontal portion rigidly connected to the vertical portion directed upward, and its lower end connected to the fixed rotary pivot, the base of which is horizontal platform, located below the hinge.

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.The main disadvantage of the known rod is that it has constant dimensions (solidified form), i.e. constant linear parameters of sites, which does not allow students (students) to conduct educational research, both theoretical and experimental, to identify the dependence of the magnitude of the reaction of bonds on the linear dimensions of its sections.

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.The problem, which the utility model is aimed at, is that at the rod it is possible to change the sizes of its sections and provide students with educational studies to identify the dependence of the magnitude of the reaction of bonds on the linear dimensions of its sections.

Технический результат достигается тем, что в ломаном стержне корытообразной формы с невесомым стержнем, состоящим из левого вертикального участка, верхний конец которого шарнирно связан с горизонтальным невесомым стержнем, левый конец невесомого стержня шарнирно связан с вертикальной станиной, а нижний конец левого вертикального участка жестко связан с горизонтальным участком, правый конец горизонтального участка жестко связан с правым вертикальным участком, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже неподвижного вращательного шарнира, согласно нашему предложению, все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальном участке стержня вправо, на левом и правом вертикальных участках - вниз, горизонтальная площадка, являющаяся основанием неподвижного вращательного шарнира, 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.The technical result is achieved in that in a broken rod of a trough-like shape with a weightless rod consisting of a left vertical section, the upper end of which is pivotally connected to a horizontal weightless rod, the left end of the weightless rod is pivotally connected to a vertical frame, and the lower end of the left vertical section is rigidly connected with horizontal section, the right end of the horizontal section is rigidly connected with the right vertical section, the lower end of which is connected with a fixed rotary hinge, based which is a horizontal platform located below the fixed rotary hinge, according to our proposal, all sections of the rod are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the right on the horizontal section of the rod, downward, on the left and right vertical sections the platform, which is the base of the fixed rotary hinge, is arranged to move along the vertical guide and rigid epleniya thereto, the vertical guide is configured to move along the horizontal guide frame and fixed thereto.

Такое исполнение стержня позволило изменять размеры участков стержня и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) от размеров участков стержней.This design of the rod allowed us to change the size of the sections of the rod and conduct educational research for students to identify the dependence of the magnitude of the reactions of bonds (supports) on the size of the sections of the rods.

На фиг. представлена схема предложенного стержня.In FIG. presents a diagram of the proposed rod.

Ломаный стержень корытообразной формы с невесомым стержнем состоит из левого вертикального участка AC, верхний конец которого шарнирно связан с горизонтальным невесомым стержнем AK. Левый конец K невесомого стержня шарнирно связан с вертикальной станиной, а нижний конец C левого вертикального участка AC жестко связан с горизонтальным участком CB. Правый конец B горизонтального участка CB жестко связан с правым вертикальным участком BE, нижний конец которого связан с неподвижным вращательным шарниром B, основанием которого является горизонтальная площадка, расположенная ниже шарнира. Все участки стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальном участке CB стержня вправо, на вертикальных участках AC и BE - вниз. Например, горизонтальный участок CB имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную вправо. Горизонтальная площадка, являющаяся основанием неподвижного вращательного шарнира 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.A broken trough-shaped rod with a weightless rod consists of a left vertical AC portion, the upper end of which is pivotally connected to a horizontal weightless rod AK. The left end K of the weightless rod is pivotally connected to the vertical bed, and the lower end C of the left vertical portion AC is rigidly connected to the horizontal portion CB. The right end B of the horizontal portion CB is rigidly connected to the right vertical portion BE, the lower end of which is connected to a fixed rotary hinge B, the base of which is a horizontal platform located below the hinge. All sections of the rod are made telescopic. The outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the right in the horizontal section of the rod CB, and downwards in the vertical sections AC and BE. For example, the horizontal portion CB has an outer shaft 1 and a terminal 2 directed to the right. The horizontal platform, which is the base of the fixed rotary hinge B, is arranged to move along the vertical guide 3, which is arranged to move along the horizontal guide 4 of the bed and rigidly fasten the one and the other in the desired position.

Стержень работает следующим образом.The core works as follows.

У прототипа участки стержня AC, CB и BE неизменяемых размеров. У предложенного стержня ACBE его участки выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины участков стержня 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 участков стержня. 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 (∑F_kx=0, ∑F_ky=0, ).The prototype has AC, CB, and BE sections of constant size. In the proposed ACBE rod, its sections are telescopic with terminals at the ends. This allows you to change the lengths of the sections of the rod and fix their sizes using the terminals. You can change the length of any part of the rod or all at once and determine the reactions of its supports. By varying the lengths of the sections of the rods stepwise and determining each time the reactions of the supports, it is possible to obtain the dependences of the reactions of the supports on the sizes of the sections of the rod. A flat arbitrary system of forces is applied to the structure. When solving the problem, for example, the first form of the equilibrium conditions of such a system of forces is used. 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 the moments with respect to any center lying in the same plane must be equal to zero (∑F _kx = 0 , ∑F _ky = 0, )

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.The general methodology for solving such problems is given in the manual presented above (p. 8-14). The design allows, in the presence of appropriate sensors, to determine the reactions of supports and experimentally and to compare the results of theoretical and experimental studies.

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.The solution of problems with variable sizes of the sections of the rods is introduced into the educational process of first-year students of Kazan State Energy University. Students from the first year begin to carry out educational research work. This undoubtedly improves the quality of student learning.

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

Claims

A broken trough-shaped rod with a weightless rod, consisting of a left vertical section, the upper end of which is pivotally connected to a horizontal weightless rod, the left end of a weightless rod is pivotally connected to a vertical bed, and the lower end of the left vertical section is rigidly connected to a horizontal section, the right end of the horizontal section rigidly connected to the right vertical section, the lower end of which is connected with a fixed rotary hinge, the base of which is a horizontal area ka, located below the fixed rotary hinge, characterized in that all sections of the rod are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the right on the horizontal section of the rod, downward on the left and right vertical sections, the horizontal platform being the base fixed rotary hinge, made with the possibility of movement along the vertical guide and rigid fastening to it, the vertical guide is made with the ability to move along the horizontal guide of the bed and hard fastening to it.