МОДЕЛЬ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ РЕАКЦИЙ ЖЕСТКОЙ ЗАДЕЛКИ

Модель предназначена для демонстрации реакций жесткой заделки и может найти применение в учебных лабораториях по теоретической механике.
Известна схема жесткой заделки [1] (рис. 55, стр. 49), состоящая из стоики (станины), и балки, жестко заделанной в станину.
Основной недостаток известной модели заключается в том, что она обладает недостаточной наглядностью демонстрации возникновения реакций связей жесткой заделки.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в повышении наглядности демонстрации возникновения реакций жесткой заделки.
Технический результат достигается тем, что стойка и балка выполнены многослойными, средняя вертикально расположенная часть стойки и балки выполнены из непрозрачного материала, например, дерева, пластмассы и т.д., а боковые части стойки и балки - из прозрачного тонированного материала, например, из оргстекла, средняя часть балки снабжена сквозными отверстиями, контуры которых соответствуют контурам векторов сил и моментов, приложенных к балке, в отверстиях размещены мигающие (импульсные) лампы, включенные в электрическую цепь параллельно, контакты которой выведены в направляющий паз для подвеса контейнера с батарейками, эмитирующего груз, электрическая цепь от батареек расположена в трубчатом подвесе и подключена к кольцевым контактам, расположенным на траверсе подвеса, положение которых соответствует положению контактов цепи с лампами.
При размещении подвеса контейнера в направляющем пазу балки происходит замыкание контактов паза и кольцевых контактов подвеса, т.е. подключение электрической цепи с лампами к источнику электрической энергии (батарейкам). Лампы загораются и «вырисовывают» контуры сил и моментов, приложенных к
балке. При этом эффект высвечивания сил и моментов, приложенных к балке, появляется в момент нагружения, т.е. в момент подвешивания груза (контейнера с батарейками) к балке. При снятии груза (контейнера с подвесом) с балки силы и реакции связей исчезают, так как лампочки отключают от источника питания. Совершенно очевидно, что наглядность демонстрации реакций связей и сил, приложенных к балке, этим эффектом значительно повышают.
На фиг. 1 представлена схема модели.
Модель устроена следующим образом.
К стойке 1 жестко закреплена балка 2. Стойка и балка выполнены многослойными. Средняя часть 3 балки 2 и стойки 1 выполнена из непрозрачного материала, например, из дерева или пластмассы. Балка 2 снабжена сквозными отверстиями 4, контуры которых соответствуют контурам векторов сил и моментов, приложенных к балке. В отверстиях размещены мигающие (импульсные) лампы 5, включенные параллельно в электрическую цепь (на схеме не показана), контакты 6 которой расположены в направляющем пазу 7 для подвеса 8 контейнера 9 с батарейками, находящимися внутри, эмитирующего груз. Электрическая цепь от батареек (на схеме не показана) расположена в трубчатом подвесе 8 и подключена к кольцевым контактам 10, расположенным на траверсе подвеса, положение которых соответствует положению контактов 6 электрической цепи с лампами 5. Боковые части 11 и 12 стойки 1 и балки 2 выполнены из прозрачного тонированного материала, например, из оргстекла и скреплены между собой жестко клеем или резьбовыми крепежными элементами, не показанными на схеме.
Модель работает следующим образом.
При нагружении балки 2, т.е. при размещении подвеса 8 контейнера 9 в направляющем пазу 7, происходит подключение электрической цепи с лампами 5 к источнику питания (к батарейкам, находящимся в контейнере 9). Подключение электрической цепи с лампами 5 к источнику питания происходит соприкосновением контактов б с кольцевыми контактами 10. Лампы 5 начинают излучать свет и высвечивать контуры сил и моментов на тонированных боковинах 11 и 12 балки 2. При снятии подвеса 8 с контейнером 9 с балки происходит размыкание
контактов 6 и 10. Лампы гаснут и контуры сил и моментов, приложенных к балке, исчезают.
Таким образом, появление сил и моментов, приложенных к балке, в момент ее нагружения, т.е. в момент подвешивания к балке груза (подвеса 8 с контейнером 9), значительно повышает наглядность демонстрации возникновения реакций связей жесткой заделки. Очевидно, что предлагаемая модель значительно повышает качество обучения студентов по изучаемой теме.