Устройство для моделирования механических колебаний

ш 1 59 ОУУЗ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 10,05.76 (21) 2359678/18-2 51) Л исоединением заявки23) Приоритет дарственныи комитет ета Министров СССР делам изобретенийн открытий 3) Опубликова 0.01.78, Бюллетень4 УД 33(088,8)А. Н. Гуржий и В, Е, БыковНаучно-исследовательский институт строительныГосстроя СССР нструкций ОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСЛЕБАН ИЙ 2 Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования амплитуд механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения.Известны устройства для моделирования механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения, содержащие счетную матрицу, связанную через дешифраторы со счетчиками импульсов, соединенными через ключи с генератором импульсов 1.Недостатком таких устройств является большой объем регистрируемой информации и низкое быстродействие, что не позволяет использовать известные устройства для исследования высокочастотных механических колебаний.Наиболее близким по техническому решению является устройство для моделирования механических колебаний, содержащее счетную матрицу, соединенную с дешифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен ко входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель со входом устройства, и блок определения знака производной, входом свяы ходом с я 2. ляется от сть и гро ая падеж ием двух 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ занный со входом устройства, а в управляющим входом переключател Недостатком этого устройства яв носительная аппаратурная сложно 5 моздкость, а следовательно, и низк ность его работы, вызванная налич цепей уравновешивания. Целью изобретения является повышен надежности работы устройства. 10Для достижения цели в устройсгво введеныдополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов И подключены к выходу счетчика им пульсов, вторые входы логических элементовИ подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами дополнительных переключателей и входом Сброс счетчика импульсов, 20 а выходы элементов И подключены ко входамсоответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен ко второму входу нуль-органа, а через другой выход 25 первого дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входунуль-органа, а второй вход соединен со вторым дополнительным переключателем, подключенным к 30 одному из входов переключателя.На чертеже приведена блок-схема -устройства.Устройство содержит блок определения знака производной 1, переключатели 2, 3 и 4, элементы И 5 и 6, счетчик импульсов 7, блок памяти 8, нуль-орган 9, вычитатель 10, преобразователь код - напряжение 11, ключ 12, генератор импульсов 13, дешифраторы 14 и 15 и счетную матрицу 16.Предлагаемое устройство работает следующимм о бр азом.По достижении входным напряжением С/ максимального или минимального значений изменяется знак производной напряжения С/ и срабатывает блок определения знака производной 1, на выходе которого появляется соответственно положительный или отрицательный импульс. Если, например, напряжение С/, достигло своего минимального значения, то задний фронт отрицательного импульса с выхода блока определения знака производной 1 устанавливает в нуль счетчик импульсов 7, переключает переключатели 2, 3 и 4 в положение 1, и блок памяти 8 (в качестве которого в простейшем случае может использоваться пиковый детектор) начинает запоминать входное напряжение С/ которое сравнивается нуль-органом 9 с выходным напряжением преобразователя код - напряжение 11. Если значение напряжения на выходе блока памяти 8 будет больше значения выходного напряжения преобразователя код - напряжение 11, то нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 поступают через первый вход ключа 12 на вход счетчика импульсов 7, увеличивая записанное в нем число. Это приводит к увеличению выходного напряжения преобразователя код - напряжение 11, и процесс уравновешивания продолжается до достижения равенства значений напряжений с выхода блока памяти 8 и выходного напряжения преобразователя код - напряжение 11.По достижении входным напряжением значения максимума и последующем его уменьшении задний фронт положительного импульса с выхода блока определения знака производной 1 переключает переключатели 2, 3 и 4 в положение 11. Уменьшающееся входное напряжение С/при этом будет поступать через переключатели 2 и 4 на второй вход вычитателя 10, на первый вход которого поступает напряжение Ушах с выхода блока памяти 8. С выхода вычитателя 10 разность напряжений С/хшах С/, поступает па третий вход нуль-органа 9, где названная разность напряжений сравнивается с выходным напряжением С/шш преобразователя код - напряжение 11. В процессе работы при нарушении равенства Спкн= /х шах - С/х нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 через первый вход ключа 12 поступают на вход счетчика импульсов 7, увеличивая запи 60 65 Формула изобретенияУстройство для моделирования механичес. ких колебаний, содержащее счетную матрицу, соединенную с дешифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с персанное в нем число, Увеличение числа в счетчике импульсов 7 приводит в свою очередь к увеличению выходного напряжения С/,преобразователя код в напряжен 11, и процесс 5 уравновешивания продолжается до достижения равенства С/а= С/шах - С/. 11 о достижении входным напряжением значения последующего минимума и дальнейшем его увеличении задний фронт отрицательного им пульса с выхода блока определения знакапроизводной 1 установит в нуль счетчик импульсов 7, переключит переключатели 2, 3 и 4 в положение 1, и в дальнейшем описанная выше работа устройства повторяется.15 По достижении напряжением С/значениямаксимума передний фронт импульса положительной полярности с выхода блока определения знака производной 1 открывает элемент И 5 и кодовое значение максимума С/хшах из 20 счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор 14. По достижении напряжением С/значения минимума передний фронт импульса отрицательной полярности с выхода блока определения знака производной 1 25 открывает элемент И 6, и кодовое значениеперепада ЛС/1= С/х шах С/х шш 1 из счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор 15. Дешифраторы 14 и 15 отпределяют накопительную ячейку в счетной матрице 16, куда З 0 в соответствии с измеренными значениямимаксимума С/хшах и перепада ЛС/; записыва ется единица.В счетной матрице 16 каждому возможномусочетанию значений максимумов и перепадов амплитуд механических колебаний соответствует своя накопительная ячейка. Таким образом, в процессе работы устройства в каждой накопительной ячейке счетной матрицы 16 образуются числа повторений данных соче таний значений максимумов и перепадов, которые являются ординатами двумерного дискретного закона распределения и представляют собой результат моделирования механических колебаний по методу максимумов и 45 перепадов. Из полученного таким образомдвумерного дискретного закона распределения максимумов и перепадов амплитуд механических колебаний можно получить информацию о прочностных характеристиках материалов конструкций, находящихся под действием механических колебаний.Таким образом, выполнение устройства всоответствии с изобретением позволяет уменьшить стоимость и улучшить эксплуатационные свойства устройства,590773 Составитель И, Загорбинина Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова Редактор Р. Киселева Подписное Изд. М 175 Тираж 818 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 9206 Типография, пр, Сапунова, 2 вым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель с входом устройства, и блок определения знака производной, входом связанный с входом устройства, а выходом - с управляющим входом переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в устройство введены дополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов И подключены к выходу счетчика импульсов, вторые входы элементов И подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами дополнительных переключателей и входом Сброс счетчика импульсов, а выходы элементов И подключены к входам соответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен к второму входу нуль-органа, а через другой выход первого 5 дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входу нуль-органа, а второй вход соединен с вторым дополнительным переключателем, подключенным к одному из 10 входов переключателя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 1. Авторское свидетельство СССР Мо 328445,кл. Сз 06 Р 5/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР Мо 404102,кл. 6 066 7/68, 1972.