Устройство для моделирования реологических характеристик материала

(21) 4623528/2 (22) 22,12.88 (46) 15,08.92. Б (75) Г,В,Трель (56) Авторское М 1543428, клАвторское М 1550542, кл 4 юл. Ьсеиде6066сеиде6066 ельство СССР7/25, 1987.ельство СССР7/25, 1988,Я МОДЕЛИРОВАНИАР АКТЕ РИ СТИ К МА 4) УСТРОЙСТВО ДЕОЛОГИЧЕСКИХЕРИАЛА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР.АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ Изобретение относится к вычислйтельной технике и предназначено для использования в составе аналоговых вычислительных машин при исследовании динамики механических систем с учетом реологических характеристик материала их элементов в виде зависимостей между истинными напряжениями, вызываемыми ими деформациями и их изменениями во времени, в частности кривых ползучести деформации при постоянных напряжениях в режимах мягкого нагружения, кривых релаксации напряжения прй постоянной деформации в режимах жесткого нагружения и диаграмм деформирования в режимах мягкого, жесткого и промежуточного нагружений.Известно устройство для моделирования диаграммы циклического деформирования материала, содержащее сумматор, два интегратора, блок умножения и блокмодуля, которое может быть использованодля воспроизведения реологических характеристик в виде диаграмм деформирования не вполне упругих тел.(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для исследо вания динамики механических систем с учетом реологических характеристик материала их элементов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения кривых ползучести деформации и релаксации напряжения. Для достижения поставленной цели в устройство введены два сумматора, три инвертора и интегросумматор, 1 ил,Наиболее близкимпо технической сущсти к предлагаемому является устройство для моделирования петли гистерезиса, содержащее первый сумматор, интегратор, блок умножения и блок выделения модуля, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход первого сумматора соединен с входом блока выделения модуля и с входом интегратора;Недостатком известных устройств является то, что они не воспроизводят кривых ползучести деформации и релаксации напряжения во всевозможных режимах нагрузки как при постоянных, так и при переменных параметрах нагружения. Это ограничивает их функциональные возможности и, следовательно, область примене- ния Цель изобретения - расширение функиональных возможностей устройства за чет воспроизведения кривых ползучести деформации и релаксации напряжения,Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования реологических характеристик материала, содержащеепервый сумматор, интегратор, блок умножения и блок выделения модуля, выход которогоподключен к первому входу блока умножения, выход первого сумматора соединен с 5входом блока выделения модуля и с входоминтегратора, введены второй и третий сумматоры, три инвертора и интегросумматор, выход которого через первый инверторподключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен с первым входом интегросумматора, второй вход которогоподключен к выходу блока умножения, выходвторого сумматора является выходом истинного напряжения материала устройства и соединен с вторым входом первого сумматора,третьим входом ичтегросумматора и входомвторого инвертора, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом 20блока-умножения, выход интегратора является выходом относительной деформацииустройства и подключен к второму входутретьего сумматора, к первому входу второгосумматора и входутретьегоинвертора, выход 25которого соединен с четвертым входом интегросумматора, второй вход второго сумматора является входом задания параметранагружения устройства.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит первый 1, второй2 и третий 3 сумматоры, первый 4, второй 5и третий б инверторы, интегратор 7, интегросумматор 8; блок 9 умножения и блок 10 35выделения модуля, Каждый из блоков выделения модуля может быть выполнен, например, на сумматоре, инверторе и двухдиодах,Устройство имеет информационный 40вход по сигналу параметра нагружения материала Еф первый выход по сигналу истинного напРЯжениЯ матеРиала Оц ) ивторой выход по сигналу относительной деформациА е(1), 45В процессе моделирования сигнал параметра нагружения материала Е(т) с входаустройства поступает на второй вход с коэффициентом передачи К 22 второго сумматора2, на первый вход с коэффициентом передачи К 21 которого подают сигнал с выхода интегратора 7. Этот выход служит вторымвыходом устройства по сигналу относительной деформации е(1), С выхода второго сумматора 2, являющегося первым выходом 55устройства по сигналу истинного напряжения сЪ ф сигнал поступает на второй входс коэффициентом передачи К 12 первого сумматора 1, на первый вход с коэффициентом передачи К 11 которого подают через первы инвертор 4 сигнал с выхода интегросумма тоРа 8, соответствУющий Разности дц(1)- -ОЬ (с), где ОЬ (1) = и е (1) - истинное напряжение внутреннего вязкого трения материала. При коэффициентах К 11 = К 12, по величине обратно пропорциональных коэффициенту вязкости и материала, на выходе первого сумматора 1 получают сигнал скорости относительной деформации е(т), который подают на вход блока 10 выделения модуля, вход интегратора 7 и первый вход с коэффициентом передачи Кв 1 интегросумматора 8, на третий вход с коэффициентом передачи Квз которого поступает сигнал СтцСигнал е(1) с выхода интегратора 7 через третий инвертор б поступает на четвертый вход с коэффициентом передачи Кщ интегросумматора 8 и на второй вход с ко-, эффициентом передачи Кз 2 третьего сумматора 3, на первый вход с коэффициентом передачи Кз 1 которого подают через второй инвертор 5 сйгнал иц (1) с выхода второго сумматора 2. Сигнал разности Кз 2 е 1) - Кз 1 стц т) с выхода третьего сумматора 3 поступает на вход блока 9 умножения, на другой вход которого подают сигнал, соответствующий модулю скорости деформации 1 е(т) 1, с выхода блока 10 выделения модуля. Сигнал произведенияК з 2 е 1) - Кз 1 ОЬ (фс хе (1)подают на второй вход с коэффициентом передачи Ке 2 интегросумматора 8, на выходе которого получают сигнал разностинапряжений сгц с) -ОЬ т)В результате устройство воспроизводит реологические характеристики материала с учетом предыстории нагружения, описываемые системой уравнений состояния материала:Оц е) = К 22 Е(т) - К 21 е (т): е т) =,Г е (1) йе (1) = К 12 Оц (с) - К 11 стц (т) - ОЬ (1 =+ Кэ 4 еб 1,где К 11- коэффициенты передачи опера- ционных блоков по их соответствующим входам), характеризующие форму воспроизводимых петель гистереэиса циклических диаграмм нагружения и кривых ползучести деформации и релаксации напряжения.8 случае К 21- О, когда с 7 (1) = К 22 Е (т). воспроизводимые устройством реологические характеристики соответствуют режиму мЯгкого нагРУжениЯ, пРи лц (1) . К 21 е(т) =1755301 Составитель Г, Трел Техред М.Моргентал Редактор М, Циткинэ Корректор М. Петрова Заказ 2895 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбийат "Патен жгород, ул.Гагарина, 101 ф= К 22 Е (с) - режиму практически жесткого которого через первый инвертор подключен нагружения, а в промежуточных случаях -к первому входу первого сумматора, выход режиму промежуточного (между мягким и которого соединен с первым входом интегжестким режимами) нагружения материа- . росумматора, второйвходкоторогоподклюла. 5 чен к выходу блока умножения, выходвторого сумматора является выходом истинф о р м у л а и з о б р.е т е н и я ., ного напряжения материала устройсгва и Устройство для моделирования реоло- соединен с вторым входом первого суммагических характеристик материала, содер- тора, третьим входом интегросумматора и жащее первый сумматор, интегратор, блок 10 входом второго инвертора, выход которого умножения и блок выделения модуля, выход подключен к первому входу третьего сумма- которого подключен к первому входублока тора, выход которого соединен с вторым умножения, выход первого сумматора сое- входом блока умножения, выход интегратодинен с входом блока выделения модуля и ра является выходом относительной дефорс входом интегратора, о т л и ч а ю щ е е - 15 мации устройства и подключен к второму с я тем, что, с целью расширения функци- входу третьего сумматора, к первому входу ональных возможностей устройства за второго сумматора и входу третьего инверсчет воспроизведения кривых ползучести тора, выход которого соединен с четвертым деформации и релаксации напряжения, в входом интегросумматора, второй вход втонего введены второй и третий сумматоры, 20 рого сумматора является входом задания три инвертора и интегросумматор, выход параметра нагружения устройства.