ФЕРМА ИЗМЕНЯЕМАЯ

Ферма изменяемая относится к наглядным учебным пособиям и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике и другим учебным дисциплинам.
Известна ферма (Сборник задач по теоретической механике / Под ред. К.С.Колесникова. - М.: Наука, 1983, стр.10, рис. к задаче 1.11), состоящая из двух одинаковых верхних стержней, связанных между собой и с опорами шарнирно, двух одинаковых нижних стержней, также связанных между собой и с теми же опорами шарнирно и образующих основание равнобедренного треугольника, и вертикального стержня с шарнирами по концам, связывающего между собой шарнирные соединения верхних и нижних стержней.
Основной недостаток известной фермы заключается в том, что она имеет конструктивные постоянные параметры, не позволяющие изменять ее форму и проводить учебные исследования по отысканию зависимости координат ее центра тяжести от изменения расстояния между опорами.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в расширении диапазона возможностей модели, т. е. для обеспечения изменения формы фермы и исследования зависимостей координат ее центра тяжести от изменения расстояния между опорами.
Технический результат достигается тем, что ферма изменяемая, состоящая из двух одинаковых верхних стержней, связанных между собой и с опорами шарнирно, двух одинаковых нижних стержней, также связанных между собой и с теми же опорами шарнирно и образующих основание равнобедренного треугольника, и вертикального стержня с шарнирами по концам, связывающего между собой шарнирные соединения верхних и нижних стержней, отличается тем, что вертикальный стержень выполнен телескопическим
с возможностью жесткого фиксирования его длины, а одна из шарнирных опор, например, правая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтального направления и жесткого закрепления к станине в нужном положении с помощью резьбовых крепежных элементов.
Такое исполнение фермы позволяет изменять ее форму и исследовать зависимость изменения координат ее центра тяжести от изменения расстояния между опорами для нескольких случаев.
На фиг. представлена схема предлагаемой фермы.
Ферма устроена следующим образом.
Она состоит из двух одинаковых верхних стержней 1 (AD) и 2 (BD), связанных между собой и с опорами А и В шарнирно, двух одинаковых нижних стержней 3 (BE) и 4 (АЕ), также связанных между собой и с теми же опорами шарнирно и образующих основание равнобедренного треугольника, и вертикального стержня 5 (ED) с шарнирами по концам, связывающего между собой шарнирные соединения верхних и нижних стержней. Вертикальный стержень 5 выполнен телескопическим с возможностью жесткого фиксирования его длины с помощью клеммы, а одна из шарнирных опор, например, правая (В) выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтального направления и жесткого закрепления к станине 6 в нужном положении с помощью резьбовых крепежных элементов.
Ферма работает следующим образом.
4
4
В исходном положении стержни 1-5 образуют равнобедренную треугольную ферму ABD. Положение центра тяжести С фермы определяют аналитически известными в статике методами. При изменении формы фермы освобождают клемму телескопического стержня 5 и подвижную опору В перемещают влево или вправо, предварительно освободив резьбовые крепежные элементы, а затем опять их закрепив. Например, опору В переместили в положение В'. При этом телескопический стержень 5 оказался сжатым и шарнир Е занял положение Е'. Шарнир Е можно перемещать и в другую сторону, т. е. ниже точки Е. В этом случае получается другая форма фермы. Изменяя каждый раз расстояние АВ между опорами и определяя расчетами соответствующие значения координат центра тяжести C фермы, находят зависимость координат центра тяжести фермы от изменения расстояния между опорами. Находить указанную зависимость можно как для двух описанных выше форм предложенной фермы, так и для равнобедренной фермы.
Таким образом, поставленная задача достигнута, предложенная ферма стала изменяемой по форме и пригодной для проведения учебно-исследовательской работы по нахождению зависимости координат центров тяжести трех форм ферм от расстояния между опорами. Это обеспечивает повышение качества обучения студентов.