Устройство для моделирования усилий в транспортных сооружениях

Союз Советаниз 331408 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ссвиэлистичесиив РеспубливЗависимое от авт, свидетельства Лев Заявлено 08.71.1970 (Ю 144624/18-24) И.Кл. С 06 д 7/68 с присоединением заявки чав Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Рлииистрав СССРЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УСИЛИЙ В ТРАНСПОРТНЪХ СООРУЖЕНИЯХИзобрегение относится к моделям для исследования и определения усилий в транспортных сооружениях, например в мостах, и может быть применено для моделирования силового режима различных конструкционных и транспортных сооружений при воздействии на них движущейся неравномерно распределенной нагрузки.Известные способы и устройства для моделирования усилий в транспортных сооружениях основаны на построении механических моделей сооружений и определении усилий в элементах модели при помощи измерителей усилия, например тензодатчиков.Цель изобретения - обеспечение автоматического моделирования силового режима сооружения при действии движущейся неравномерно распределенной нагрузки и определение обобщенного показателя, отражающего силовой режим сооружения.Это достигается тем, что измеритель усилия встроен в конструкцию, воспринимающую текущее значение движущейся нагрузки до ее входа на контролируемый участок сооружения, и через аналого-цифровой преобразователь связан с последовательной цепью запоминаюших ячеек, управляемых датчиком перемещения движущейся нагрузки и соединенных с ключами, которые коммутируют электрическую цепь формирования выходного сигнала,образованную калиброванными резисторами, подсоединенными к выходу модели и источнику питания, При этом цепь формирования выходного сигнала выполнена в виде параллельно соединенных через ключи весовых резисторов, подключенных через резистор суммирования к источнику стабилизированного напряжения, а источник стабилизированного напряжения - в виде компенсационного стабилизатора, 10 цепь обратной связи которого подключена кпараллельно соединенным через ключи весовым резисторам. Весовые резисторы выполнены изменяющимися в зависимости от номера запоминающей ячейки в соответствии с видом 1; эпюры распределения напряжения вдоль сооружения.На чертеже показана схема модели.Измеритель 1 усилия, создаваемого движущейся нагрузкой 2, например железнодорож ным составом, на единицу длины транспортнойлинии, и датчик 3 переметцения нагрузки установлены перед входом 4 последней на транспортное сооружение 5, например мост. Выход измерителя 1 усилия через аналого-цифровой 25 преобразователь б соединен с последовательной цепью блока 7 запоминающих ячеек 8, например с последовательным регистром. Выход датчика 3 перехтещения нагрузки, выполненного частотным, присоединен к цепи 9 продвига ющих импульсов запоминающих ячеек 8.331408 55 6065 3Выходы каждой из ячеек 8 соединены с цормально замкнутыми бесконтактными ключами 10, включенными последовательно с калиброванными резисторами 11. Цепь 12 формирования выходного сигнала модели, состоящая из параллельно соединенных калиброванных резисторов 11 и суммирующего резистора Л 5, подключена к выходу компенсационного стабилизатора 14 напряжения, соединенного с источником 15 питания. Резисторы 11 подключаются к цепи 12 формирования выходного сигнала через нормально замкнутые бескоптактные ключи 10, цепи управления которых соединены с выходом каждой из запоминающих ячеек 8. Стабилизатор 14 напряжения включает в себя регулирующий триод 1 б, усилитель 17, источник 18 опорного напряжения, выполненный, например, на полупроводниковых стабилитронах с токозадающим резистором 19, при этом цепь обратной связи стабилизатора 14 подсоединеца к параллельно подключенным резисторам 11.Электрический выходной сигнал модели (клеммы 20 - 21) снимается с резистора 13. Устройство работает следующим образом.При движении нагрузки 2 текугцсе (мгновенное) значение погонной нагрузки при помощи измерителя 1 усилия, вызываемого весом нагрузки, и а алого-цифрового преобразователя б представляется в форме частотно-модулированного импульсного сигнала. При поступлеции ца вход блока 7 указаннойпоследовательности импульсов, частота кото.- рых отражает текущее значение погонной нагрузки в месте установки измерителя 1 усилия, каждый импульс записывается в первой запоминаюшей ячейке 8 и последовательно перецосится в последующие запоминающие ячейки со скоростью продвигающих импульсов, поступающих по цепи 9 от частопюго,датчика 3 перемещения нагрузки.Таким образом, скорость продвижения импульсов в блоке 7 пропорциональна скорости, с которой будет перемещаться нагрузка в пооцессе ее последующего движения по транспортному сооружению, например железнодорожному мосту, а плотность последовательности записанных в запоминаюших ячейках 8 блока 7 импульсов характеризует последующее распределение интенсивности нагрузки ца рассматриваемой длине моста в каждгяй данный момент времени, Следовательно, блок 7 в предлагаемом устройстве с упреждением во времени моделирует последующий процесс прохождения нагрузки через транспортцос сооружение, причем каждая. запоминающая ячейка 8 во всей последовательной цепи их имитирует элементарный участок длины сооружения, а каждый импульс, записанный в ячейке, соответстзует единице веса нагрузки, приложенной к соответствующему элементарному участку длины сооружения.Для формирования электрического выходного сигнала модели, который характеризует си- н ловои режим сооружения и может возникнуть гри воздействии на сооружение движущейся нагрузки, электрическое состояние запоминающих ячеек 8 блока 7 преобразуется в соответствующее положение ключей 10 (при записи импульса в ячейке 8 соответствующий ей ключ 10 находится в замкнутом полокении, подключая резистор 11 к цепи обратной связи 10 стабилизатора 14) .сПри этом стабилизатор 14 напряжения путем сравнения ца входе усилителя 17 напряжений источника 18 опорного напряжения и обратной связи и последующего воздействия ца 15 регулирующий триод 16 автоматически изменяет свое выходное напряжение до такой величины, которая обеспечивает постоянное напряжение цепи обратной связи независимо от числа подключенных к ней резисторов 11 и вели чины их сопротивлений. Отсюда следует, чтоток, протекающий через суммирующий резистор 13, включенный последовательно с параллельно включенными резисторами 11, и пропорциональный величине выходного сигнала 25 модели, определяется числом включенных резисторов 11 и величиной их сопротивления.При известной зависимости величины изгибающего момента, возникающего, например, относительно опоры моста, благодаря дейст вию единицы веса нагрузки, от места приложения указанной единичной нагрузки и при выполнении величин резисторов 11 в зависимости от номера запоминающей ячейки 8 величина выходного сигнала модели (клеммы 20 - 35 21) пропорциональна величине суммарного изгибающего момента, возникающего относительно опоры сооружения под действием нагрузки при ее прохождении по сооружению.Аналогичным образом могут быть определе цы напряжения в различных участках конструкции сооружения.Таким образом, предложенная модель формирует (с упреждением) в электрической форме обобщенный показатель, характеризующий 45 силовой режим транспортного сооружения, который возникает при воздействии па него движущейся неравномерно распределенной на.грузки. Обобщенный показатель может быть использован для заблаговременной защиты со оружеция от недопустимых превышений оптимального силового режима конструкций сооружения. Предмет цзооретення Устройство для моделирования усилий в транспортных сооружениях, содержащее измеритель усилия и датчик перемещения, соединенные с движущейся нагрузкой, и источник питания, отлача ощееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит аналого-цифровой преобразователь и последовательно, соединенный с цим блок запоминающих ячеек, цепочку продвигающих импульсов, причем к входу анало:Редактор И. Грузова Техрел Л. Евдонов КО;пентод Е. Зим Изд. Ло 303 о делатн иаобрете Москва, Ж, Тираж 448 Подписирытий при Совете Министров ССС 1 наб., д. 4/5 аказ 1458 НИИПИ Ком ите ии н о атшск бластная типография Костромского управления по печати д.о-цифрового преобразователя подключен из,меритель усилия, а к входу блока запоминаю,щих ячеек подключен датчик перемещения через цепочку продвигающих импульсов, параллельно соединенные цепочки из последовательно связанных калиброванного резистора и бесконтактного ключа, соединенного с соответствующей запоминающей ячейкой, и компенсационный стабилизатор напряжения, к выходу усилителя когорого подключена общая точка всех калиброванных резисторов, а общая точка всех бесконтактных ключей подключена к источнику опорного напряжения компенсационного стабилизатора и к источнику питания, соединенному также с регулируемым триодом компенсационного стабилизатора напряжения.