СТЕРЖЕНЬ С НИЖНЕЙ ЖЕСТКОЙ ЗАДЕЛКОЙ

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ.
1
2
Известен стержень с приложенными к нему внешними силами и моментами и соответствующими размерами l, l (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. 26а), состоящий из Т-образного стержня, нижний конец вертикального участка которого жестко заделан в горизонтальную станину, а правая часть горизонтального участка больше - левой
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 стержень с нижней жесткой заделкой, состоящий из Т-образного стержня, нижний конец вертикального участка которого жестко заделан в горизонтальную станину, а правая часть горизонтального участка больше - левой, согласно нашему предложению, все участки стержня выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на правом горизонтальном участке стержня влево, на левом - вправо, на вертикальном - вниз.
Такое исполнение стержня позволило изменять размеры участков стержня и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) от размеров участков стержней.
На фиг. представлена схема предложенного стержня.
Стержень с нижней жесткой заделкой состоит из Т-образного стержня, нижний конец вертикального участка AC которого жестко заделан в горизонтальную станину, а правая часть горизонтального участка CE больше - левой BC. Все участки стержня выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на правом горизонтальном участке CE стержня влево, на левом BC - вправо, на вертикальном AC - вниз. Например, участок CE горизонтальной части стержня имеет наружный стержень 1 и клемму 2, направленную влево.
Стержень работает следующим образом.
У прототипа участки стержня AC, BC и CE неизменяемых размеров. У предложенного стержня ABCE 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.