Устройство для моделирования сжаторастянутого стержня
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 561974
Автор: Овсянко
Текст
О П И С А Я И Е ) 561974ИЗОБРЕТЕНИЯ Сооз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 29,04.74 (21) 2023845/24 б 066 7/6 присоединением зая осударствекиыи комит Совета Министров ССС ео делам иЫретеинйи открытий(23) ПриоритетОп о.иковано 15.06,77. Бюллсгснь Лз Дата Опублконап О 1;01 ,11 ,08.1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСТЯНУТОГО СТЕРЖНЯ 2 Устроисво относится к аналоговой вычислительной технике,Известно устройство для моделирования стержня, содержащее резисторы и инверторы 11. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для моделирования сжато-растянутого стержня, содержащее четы рехузловую резистивную модель, к первому узлу которой подключены выходы первого и второго и входы третьего и четвертого блоков задания жесткостных характеристик, ко второму узлу модели подключены выходы четвертого и пятого и входы шестого и седьмого блоков задания жесткостных характеристик, к третьему узлу модели подключены выходы восьмого и девятого и входы пятого и десятого блоков задания жесткостных характеристик и к четвертому узлу модели подключены выходы третьего, десятого, одиннадцатого и двенадцатого блоков задания жесткостных характеристик 2. Однако известные устройства не могут моделировать стержни, если они выполнены из нелинейного материала.Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что в него введены сумматор напрякений, блок управления, инверторы,и блоки коррекции усилия в стержне, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым узлами модели, а входы соединены с шиной нулевого потенциала, к каждому из четырех узлов модели подключены входы инверторов, причем выход первого ,пнвертора соединен с первым входом сумматора напряжений и с входами девятого блока задания жесткостных характеристик и второго инвертора, выход которого соединен с вхо дом первого блока задания жесткостных характеристик, выход третьего инвертора соединен с входами одиннадцатого блока задания жесткостных характеристик,и чствертОГО инвертора, выход которого соединен с входом 15 седьмого блока задания жесткостных характеристик, выход пятого инвертора подключен к второму входу сумматора напряжений и к входам второго блока задания жесткостных характеристик и шестого инвертора, выход 20 которого соединен с входамп восьмого блоказадания жссткостных характер;стик, выход седьмого ипвсртора сссдинен с входами ше- стОГО Олока задания жесткостных характеристик п восьмого инвертора, выход которого 25 соединен с входом двенадцатоГО блоа задания жссткостных характеристик 1 третий и четвертый входы сумматора напряжений сосдинены соответственно с вторым и четвертым узлами модели, а выход сумматора па- ЗЭ пряжений подключен к первому входу блокауправлени 5, второй Вход которого сосдисн с выходом источника напряжения.На фиг. 1 показана билинейна зависимость между напряжением и относительным удлинением стержня из нелинейного материала; на фиг. 2 - предлагаемое устройство,Расчет фермы, материал которой подчиняется билинейному закону, представляет сложную задачу строительной механики, так как нельзя указать заранее, на каком из участков диаграммы (см. фиг, 1) работает в данный момент стержень фермы. Относительное удлинение наклонного под углом я к горизонту стержня , длиной , концы которого перемещаются,по горизонтали на величины х; и хи по вертикали - на величины у, и уь равноЛЕ 16 = = - 1(х, - х,) созе+(у,. - у ) з 1 п хМодуль Е упругости материала равен Е, = 1 д тогда Е, = 1 д ; (2)Напряжение о в материале на участке 1 и усилие Лт в стержне тогда определяются по формуламо; = -10 Ф 1=- -Е,(3)на участке 1141=+ г 1 аР 6 = г -г(аРМ = Ра - Ро + РгЕ,Устройство содержит блоки 1 - 12 задания жесткостных характеристик стержня, при этом все блоки, кроме блоков 4 и 10, содержат последовательно соединенные проводимости д 5 и Я 5, а блоки 4 и 10 соответсвенно - последовательно соединенные проводимости Д, Д 2 и д 5, а 5; блоки 13 - 16 коррекции усилия в стержне; инверторы 17 - 24; сумматор напряжений 25; блок управления 26, на выходе которого включено реле 27, а второй вход соединен с источником напряжения 28 (У 5 г), эквивалентного удлинению стержня 1 вт, Параллельно проводимостям д 5, Д 2, д 5 ,всех, блоков задания жесткостных характеристик включены нормально замкнутые ключи реле блока управления 26; блоки 13 - 16 содержат последовательно соединенные источник тока и нормально разомкнутый клоч реле блока управления 26; для инверторов 17,о20, 21 и 24 =3, а для инверторов 18, 19,о22 и 23 - =1, где Йо - сопротивление об 1ратной связи инвертора, Р и Й, - входные сопротивления,инверторов; в сумматоре отношение сопротивлений обратной связи го и входных овязей г и г - соответственно для первого и третьего, второго и четвертого вхоо Г,)дов равны - = соз а, - =зп а.г,ЯЗУ, - (6)К 5+ Д 6 60 Д,К 6+ Д 5 Кв Ц УК 5 + Д 6 К 5 + К 6 Д 5 Д 6 У К 5 К 6 Ц +Д 5+ Д 6К 5+ Д 6 4Схемы, моделируоцие один стержень (см.фиг. 2), соединяются между собой по геометрической схеме фермы для реализации уравнений равновесия в узлах (суммы проекций5 усилий на вертикальную и горизонтальнуюось), Внешняя нагрузка, прикладываемая вузлах фермы, моделируется источниками тока, включаемыми в узлы, в которых эта нагрузка приложена, После включения нагру 10 зочных источников тока происходит раапределение токов по электрической цепи так, чтов четырех узлах модели каждого стержняотрабатываются напряжения У .,., У. ид и токи 7 ь 2 г 73 и 4.йЕсли реле 27 бло 1 ка управления 26 не срабатывает, то схема (см. фиг, 2) определяетсяуравнениями электрического токаУ, =(ЗЬ+д,)У,. - дД - Д 6 ЗУ, ++(з:, +д,) и, - д,зцЕсли реле 27 блока управления 26 срабатывает, что это соответствует случаю, когданапряжение, равное Ие на выходе сумматора 25 становится большим, чем напряжение,равное О е, источника 28.Диоды и источник напряжения Еявляются элементами схемы ограничения, кото 40 рая служит для предохранения обмотки релеот перегрузок.После срабатывания реле 27 открываютсянормально замкнутые ключи блоков 1 - 12 изакрываются нормально открытые ключи45 блоков 13 - 16, и схема, приведенная нафиг. 2, определяется уравнениями электрического тока.К У +(3 КбК + КК УКз + ККб + Кб Кз + К / 14 =,1( - Л 1 И ЯП а),Е,РА = 11 Ра, СОЗа, Яб = К Соза 81 Па,Е Егсоя а,Е, - Е, ЗУу - вКБ + КбЕсли материал, из которого выполнен стержень фермы, работает на участке 1 диаграммы (см. фиг. 1), то проекции усилия в стержне У 1 на осях х и у равныЮ 1 СОЗа = (Х, - ХД) СОЗа+( ) га,Е 1 Р- Ж 1 яП а =- (Х, - Хд ) СОЗ а 81 П а -- (У 1 - УД ) ЯПаЕсли материал стержня работает на участке 11 диаграммы, то проекции усилия в стержне Ж 11 на осях х и у равныЖ 11 сова: (Х 1 - Х ) СОЗ а+ЕгРг+ (У 1 - УД ) ЯПга + Раб ЯП а, (8)Е,Р- Ж 1181 па =- (Х 1 - Х) Соза 81 Па -- (У 1 - у) яПа - Ро, З 1 ПаИз сравнения уравнений (5) и (7) (6) и (8) видно, что они подобны при условии, если связь между электрическими и механическими 1 зеличинами выражается уравнениямиЕ,Р1, = 11 М 1,11 СОЗа, д, = К СОЗа,=. Т 1 ( - "г 1,11 СОЗ а),Е 1 Р 1 = Р 1 и 31 Ц аб й =, К81 Па, Е,Е,;:Ур Ы: К япа,Е, - Еу =1 Уд15И =К созаяпа Е,Ег Е, - Ег 1:-г - 1 Мт20 где у;, у, К - масштабные коэффициентытоков, напряжений и проводимостей. Из подобия электрических и механических уравнений видно, что схема, приведенная на фиг. 2,является моделью одного стержня, выполнен 25 ного из нелинейного материала и работающего на продольное усилие,Предлагаемое устройство, позволяющее решать сложную задачу строительной механики, является автоматически мгновенно само 30 настраивающимся. Для каждого стержня моделируемой фермы отрабатываются токи1, - 1, эквиваленные усилию в стержне и напряжения 11,., У. Уу., У , эквивалентныегоризонтальным и вертикальным переме 111 ениям концов стержня, а также определяетсяучасток диаграммы работы материала стержня.Таким образом, устройство для моделирования сжато-растянутого стержня, вследствие40 наличия новых элементов и связей, имеет более широкие функциональные возможности.Формула изобретения45 Устройство для моделирования сжато-растянутого стержня, содержащее четырехузловую резистивную модель, к первому узлу которой подключены выходы первого и второго и входы третьего и четвертого блоков за дания жесткостных характеристик, ко второму узлу модели подкл 1 очены выходы четвертого и пятого и входы шестого и седьмого олоков задания жесткостных характеристик, к третьему узлу модели подключены выходы 55 восьмого и девятого н входы пятого и десятого блоков задания жесткостных характеристик и к четвертому узлу модели подключены выходы третьего, десятого, одиннадцатого и двенадцатого блоков задания жесткостных 60 характеристик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены сум.матор напряжений, блок управления, инвер.торы и блоки коррекпни усилия в стержне, 65 111,1 или которых соед 11 нены соответственно,с.первым, вторым, третьим и четвертым узлами модели, а входы соединены с гии 11 ой нулевого потенциала, к каждому из четырех узлов модели подключены входы инвсрторов, причем выход первого инвсртора соединен с первым входом сумматора напряжений и с входами девятого блока задания жесткостпых характеристик и второго инвертора, выход которого соединен с входом первого блока задания жесткостных характеристик, выход третьего инвертора соединен с входами одиннадцатого блока задания жесткостных характеристик и четвертого инвертора, выход которого соединен с входом седьмого блока задания жесткостных характеристик, выход пятого инвертора подключен к второму входу сумматора напряжений и к входам второго блока задания жесткостных характеристик и шестого инвертора, выход которого соединен с входами восьмого блока задания жесткостных характеристик, выход с дьмого инвертора соединен с входами шестого блока задаии 51 жесткОстных ха 11 актеристик и Восьмого пивсртора, выход которого соединен с входом д . Иена 1,И 11 того блока задания жесткостных характеристик, третий и четвертый входы сумматора напряжений соединены соответствен:о с втоым и четвертым узлами модели, а выход сумматора напряжений подключен к 10 первому входу блока управления, второй входкоторого соединен с выходом источника напряжения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе15 1. Г 1 ухов Г. Е., В, В. Васильев, А. Е. Степанов и О. Н, Токарева. Электрическое моделирование задач строительной механики, Киев, изд-во АН УССР, 19 бЗ, с. 255.2. Авторское свидетельство СССР438022, 2 з М. Кл. 6 Обй 7/46, 1972..561974 Заказ 36/14ЦНИ Изд. Лгз 527 Тираж ПИ Государственного комитета Совета М по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., 15ннистров С одписное Типография, пр, Сапунова, 3 Составитель И. Чичерюкина Редактор Л. Тюрина Техред Н, Аук Корректор О. Тюрин
СмотретьЗаявка
2023845, 29.04.1974
ОВСЯНКО ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06G 7/68
Метки: моделирования, сжаторастянутого, стержня
Опубликовано: 15.06.1977
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-561974-ustrojjstvo-dlya-modelirovaniya-szhatorastyanutogo-sterzhnya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для моделирования сжаторастянутого стержня</a>
Предыдущий патент: Устройство для определения математического ожидания полиноминального типа
Следующий патент: Устройство для моделирования узла рамы
Случайный патент: Скреперное устройство механизированной