Устройство для электромагнитного моделирования

" 02352 Союз Советских СОцидлисти ческих РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-М.Кл. 6 06 д 7/68 Заявлено 01,1 Х.1972 ( 1825555/18-24)с присоединением заявки-Приоритет -Опубликовано 21.Х 1 1973. Бюллетень46Дата опубликования описания 22.1.1974 Государственный комитетСовета Министров СССРво делам изооретвнийн открытий с К б 81 333 (0888) Авторыизобретения А. О. Дитман и Н. В. Алексеев Заявители Ленинградский институт водного транспорта и Уфимский авиационныйинститут им, Серго Орджоникидзе УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КР У 1 ЕН ИЯ СТЕР Ж Н Е ЙИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при решении задач теории упругости и кручения призматических стержней.Известно устройство для электромагнитного моделирования кручения стержней,Известное устройство основано ца реализации математической аналогии между электромагнитным полем звуковой частоты и полем касательных напряжений в сечении призматического стержня. Аналоговое устройство позволяет весьма эффективно исследовать поле касательных напряжений при кручении однородных и составленных из различных материалов стержней, измерять осевые перемещения поперечного сечения и строить распределение по сечению стержня функцией напряжений,Однако определение основной характеристики - крутильной жесткости призматического стержня - может быть проведено ли 1 пь очень трудоемкими методами численного интегрирования, требующими, кроме того, измерения касательных напряжений или осевых перемещений по всему поперечному сечеццю. Это ограничивает применение описанного устройства.Предлагаемое устройство позволяет в 1 одпц прием измерить жесткость призматического стержня с произвольным многосвязанным поперечным сечением,Предложенное устройство для электрои ап 1 итцого моделирования кручения стеркцей, содержащее модель исследуемого поля,,- источник питания, блок конденсаторов и кольца Гельмгольца, отличается тем, что, с цельюрасширения класса решаемых задач по определению крутильной жесткости призматических стержней произвольного поперечного се 10 чеция, оцо содержит интегрирующий индукционный датчик жесткости, представляющийсобой плоскую распределенную по поверхности пластины катушку, число Витков которойца единицу длины пропорционально расстоя 1 з цию от прямолинейной осц катушки, причемдля определения жесткости исследуемая модель, вырезанная из алюмшгиевой фольги, укладывается ца поверхность катушки-датчика,Вь 1 ход которого подклю 1 ается кО входу пзме 20 рцтельцого блока, и измеряется напряжение,иц моделью, являющееся аналогом жесткости,Сущность предложенного устройства поясняется чертежом.25 Устройство состоит из источш 1 ка питания1, блока конденсаторов 2, колец Гельмгольца3, плоской, распределенной по поверхностипластины катушки 4, представляющей собойинтегрирующий индукциоцн датчик жестзО кости, модели 5 поперечного сечения стерж)ак, 991 Л:, ):. К с )н)омск:нн)",ннсан н)нтсьс 8, ноннннн н канн 1 о) )т Овлн ия, изготовленной из алюминиевой фольги и измерительного блока б, представляющего собой двухкоординатный компенсатор переменного тока.Определение крутильной жесткости стержня на предлагаемом устройстве производится чрезвычайно просто, Из алюминиевой фольги толщиной 12 - 30 мкм вырезают в удобном масштабе, профиль поперечного сечения стержня и укладывают на индукционный датчик жесткости. Напряжение, индуцируемое в катушке и измеряемое с помощью измерительного блока, пропорционально геометрической характеристике профиля 1 и его крутильной жесткости.Определение величины У с использованием известных методов моделирования связано обычно с построением линий равных значений одной из функций кручения и последующим численным интегрированием. Задача осложняется при рассмотрении многосвязанных областей и тем более поперечных сечений стержней, составленных из различных материалов. Применение электромагнитной аналогии позволяет определять величину измерением (в один прием) лишь одной величины - напряжения, индуцпруемого в катушке 4. При этом на поперечное сечение не накладывается никаких ограничении: оно может быть люоой связности и составлено из различных материалов. Для магнитного поля ш 1 дукционного тока аналогичной интегральной характернстш;ой будет ьслн шна М., измерение которой производится следующим образом. Лист фольги кладут на соответствующим образом изготовлсннуо катушку 4, помещенную в переменном б маппг)ном поле (генератором которого слугкат 1,атушки Гельмгольца 3 диаметром 2,5 я), после чего с помощью измерительного устройства в один прием снимают показание Мэ.1)ольшое количество проведенных конт рольных опытов, сравнение результатов с аналитическими решениями позволяет сделать выводы об исключительной эффективности использования электромагнитной аналогии для получсния геометрической характеристики жесткости У . Погрешность получаемых результатов составляет пе более 2%. 20 Устройство для электромагнитного моделирования кручения стержней, содержащее модель, геометрически подобную исследуемому полю, блок конденсаторов, соединенный с источником питания и кольцами Гельмгольца, 2 б и измерительный блок, отличающееся тем,что, с целью расширения класса решаемых задач, опо содержит расположенну 1 о между ко:ьцами Гельмгольца плоскую, распределенную по поверхности пластины катушку, соеди- ЗО пенную с измерительным блоком, на которойустановлена модель, геометрически подобная ;:сследуемому полю.