Устройство для моделирования стержня

о ."ктФФ %йщффт 1 3 дтщщттщО ГГЙГС-К И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ и 11746600 Союз Советсккк Социвлисткческна " Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заквлено 25.08,77 (21) 2519462/18-24 (5 )М, Кл,О 06 О 7/68 с присоединением заявки М тооударстеенный комитет СССР во делам наобретеннй н открыткй(53) УДК 681 .ЗЗЗ(088.8) Дата опубликования описания 08,07,80(72) Автор изобретения В. М. Овсянко Белорусский ордена Трудового Кттасного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТЕРЖНЯ Изобретение относится к аналоговойвычислительной техник е, предназначенодля расчета ферм, материал которых является нелинейным,Известны устройстм для расчетастержневых систем, содержащие резисторную сетку н функциональные преобразователи 111Недостатками известных устройствявляются узость функциональных возможностей,необходимость ручного многоцик 10лового уравновешивания,Наиболее близки. по технической сущности к рассматриваемому являются уст ройства, содержащие реэисторную сетку,1перми, вторая, третья и четвертая узловые точки котора соединены соответственно с йервой, второй, третьей и четвертой цепочками нз последовательно сое- .диненных блока умножения на постоянный коэффициент, инвертора и резистора,каждая из которых подключена к одноименной узловой точке, первая узломяточка резисторной сетки через соответст 2вующие резисторы соединена со второй и четвертой узловыми точкамя реэисторной сетки, третыт узловая точка резисторной сетки через соответствующие резисторы соединена со второй и четвертой узловой точкой резисторной сетки, выходы блоков умножения первой и треть ей цепочек соединены соответственно с третьей и первой узловыми точками, выходы блоков умножения второй и че 1 вертой пеночек подключены соответсч венно к четвертой и ко второй узловым точкам, и источники напряжения ) 21,Недостатком известного устройства является узость функциональных воэможностей, оно может моделировать стержни только из линейного материала,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства,Поставленная пель достигается тем, что в устройство введены выпрямительные диоды, дополнительные резисторы и дополнительный блок умноженяя, вход которого соединен с пятой узловой точкой46600бмы проекций на горизонтальную н вер -тикапьную оси), На каждый узел фермы при любом числе стержней, сходящихся в узле, необходимо только четыреусилителя (два удвоителя и два инвертора напряжения), Кроме того, на каждый стержень фермы необходимо ещепо одному усилителю, Внешняя нагрузка,прикладываемая в узлах фермы, моделируется источниками тока, включаемыми в узлы модыи,Таким образом, устройство позволяетрешить очень сложную нелинейную задачу строительной механики, которая15 обычными методами, особенно для многократно статически неопределимых систем(9)где У берется из выражения (6)Если потенциал У) узловой точки 5становится равным величине 6 источника опорного напряжения 38,п = Ь(,-,)+ С (5-%.) -Е 9)л 9 ф бЩ ч) е1: и,-,)+д,.ш,-ц,)+ец1,:-б(,-У,) - ,(У,-щ-едЕсли потенциал узловой точки 5 ста-)новится равным Е источника опорногонапряжения 39, схема определяется уравнениями, аналогичными (10) но с противоположными знаками,Из сравнения выражений (4) и (9),:Д(сов(фЗи 1 соз 4) 6 ф 6К,у:у =3(й) ( созе 8 9К)х.,Е, г ,еЗ(соМ 3)А)Э сов А+ 5)ъ А)11)где Щ у) К - масштабные коэффициентытоков, напряжений и проводимостей,Проводимости о - е подсчитываются по формуле (8).Таким образом, на четырех полюсахустройства отрабатываются напряжения,эквивалентные горизонтальным и вертикальным перемещениям концов стержняфермы, и токи, аналогичные горизонтальным и вертикальным проекциям усилияв стержне с учетом работы материаластержня на трех участках, Переход содного участка на.другой происходитплавно,безэлектромеханических переключений,При электромоделировании фермы модели стержней соединяют по геометрической схеме фермы с целью реализации уравнений равновесия в узлах (сум 21 30 Э 5 40 45 50 5 7 если потенциал узловой точки 5 не достщ Р. и определяется по (6); формула изобретения Устройство дпя моделирования стержня, содержащее резисторную сетку, первая, вторая, третья и четвертая узловые точки которэй соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой цепочками иэ последовательно соединенных блока умножения на постоянный коэффициент, инвертора и резистора, каждая иэ которых подключена к одноименной узловой точке, первая узловая точка резисторной сетки через соответствующие резисторы соединена со второй и четвертой узловыми точками резисторной сетки, третья узловая точка резисторной сетки через соответствующие резисторы соединена со второй и четвертой узловыми точками резисторной сетки, выходы блоков умножения первой и третьей цепочек соединены соответственно с третьей и первой узловыми точками, выходы блоков умножения второй и четвертой цепочек подключены соответственно к четвертой и ко второй узловым .точкам, и источники напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет учета нелинейных характеристик материалов стержней, в него введены выпрямительные диоды, дополнительные резисторы и дополнительный блок умножения, вход которого соединен с пятой узловой точкой резисторной сетки, соответственно через выпрямительные диоды связанной с источниками напряжения и через соответствующие дополнительные резисторы - с первой, второй, третьей и четвертой узловыми точками резисторной сетки, пятая узловая точка которой через соответствующие дополни"Патент, г. ужго 7 . 746тельные резисторы-"подкаочена" к выходам блоков умножения второй и четвертой"цепочек, выход дополнительного блока умножения подключен к шестой узловой точ-ке резисторной сетки, через соответст "вующие дополнительные резисторы соедипенной с первой и третьей узловыми точками. 9008Источники информации, принятые во "внймание при экспертизе1. Сборник 25 Научно-техническая конференция ВПИШИ, Материалысекции строительной механики, Минск, 1969, с, 107;2, Авторское свидетельство СССР 14 438022, кл. 6 06 8. 7/46, 1972, (прототип),