Устройство для моделирования стержня

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсккк Социалистических Республик(51) м. (л.2 с присоедииением заявки Мо 6 06 6 768 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300680, изобретения В.М. Овсянко Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТЕРЖНЯ Изобретение относится к аналого вой вычислительной технике и предназначено для моделирования конструкций с нелинейно работающими стержнями.Известны устройства, предназначенные для расчета стержневых систем, содержащие резистивные сетки и функциональные преобразователи (ЦНедостатками известных устройств, являются узость функциональных возможностей, необходимость ручного многоциклового уравновешивания.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее В-сетку, инверторы, усилитель и источники опорного напряжения )2) .Недостатком известного устройства является узость функциональных воэможностей, оно может моделировать .стержни, выполненные только из линейного материала. Если стержни выполнены из нелинейного материала, что соответствует их реальной работе, указанное устройство не может быть применено.Цель изобретения - расширение его Функциональных воэможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор, блоки умножения, выпрямительные элементы и дополнительные резисторы, причем первая узловая точка К-сетки через соответствующий резистор и через цепочку из последовательно соединенных первого блока умножения и первого инвертора соединена со входом первого выпрями- тельного элемента, вторая узловая точка к-сетки через соответствующий резистор и через цепочку из последовательно соединенных второго блока умножения и второго инвертора подключена ко входу второго выпрямительного элемента, третья узловая точка к-сетки через соответствующий резистори через цепочки иэ последовательно соединенных третьего блока умножения и третьего инвер 1 ора соединена со входом первого выпрямительного элемента; четвертая узловая точка й-сетки через соответствующий резистор и через цепочки из последовательно соединенных четвертого .блока умножения и четвертого инвертора подключена ко ,входу второго выпрямительного эле744651 яо, на каком иэ участков диаграммработает стержень. Учет сложногохарактера работы материала прн расчете статически неопределимых конструкций можно выполнить только спомощью предлагаемого устройства.Для участков диаграммы 1-Ч напряжения в сечении стержня и усилияв нем равны соответственно,11=МВ,ф(С)(1 Р,б,-=-В 2 .(Е-Л )Р( 1511. =Г 6:11 111 1 Ч Чгде Г - площадь сечения стержня,сдВ, ядр и сд 9 имеют смысл 3) модуля упругости материала.Относительное удлинение стержнядля стержня длинойравно 25 г еС - д Я - угол наклона стержня,работающего на продольное усилие, к горизонтальной линии,х: и х 1, у, и усоответственно горизойтальные ивертикальные перемещения концов 30 стержняи к.Подставив уравнения (2) в (1),получим пять вариантов усилий встержне. Проекции усилия в стержнена горизонтальную и вертикальную 35 оси для левого и правого концов определяются следующйм образом гф,(3) мента пятая узловая точка й-сеткичерез соответствующие резисторы сое "динена с первой и третьей узловойточками и непосредственно подключена к выходу сумматора, первый входкоторого соединен с шестой узловойточкой й-сетки, через соответствующие резисторы подключенной ко второй и четвертой узловым точкамй-сетки и непосредственно соединенной с выходом усилителя, вход которого подключен к выходам первогои второгб выпрямительных элементов,седьмая узловая точка й-сетки черезсоответствующие резисторы соединена с первой, второй, третьей и четвертой узловыми точками, со вторымвходом сумматора и через третий ичетвертый выпрямительные элементы - соответственно с первым и вторым источниками опорного напряжения, выходы первого и третьего блоков умножения подключены ко входувторого выпрямительного элемейтавыходы второго и четвертого блоков .умножения соединены со входом первого выпрямительного элемента и через резисторы с седьмой узловой точкой, третий и четвертый источники опорного напряжения подключены ко входампервого и третьего выпрямительныхэлементов.На Фиг. 1 приведена схема устройства для моделирования нелинейно работающего стержня, на Фиг. 2 показан граФик нелинейной зависимости между напряжением О и относительным удлинением стержня с, работающим на продольное усилие.Устройство содержит узловые точки,1-7 резисторы 8-21 проводимости которых равны соответственно 29 Я 9, 29 Я .9 29 о Яодо 29 о 40 Яо Яо, д, до, блоки 22-25 умножения, для которых отношения сопротивлений обратной связи и входного равны йо- 2, инверторы 26-29 напряжения, для которых отношение сопротивлений обратной связи и выходного равны йа- 1, сумматор 30 напряжений с дву- мя входами, причем отношение сопротивлений обратной связи и входного для первого входа равно = 1 дляядлявторого входа равно - = 2, усилийой, 55 тель 31 выпрямительные элементы 32-35, сопротивления входных резисторов элементов 34, 35 равны соответственно й 2йй й й 4 и йуй й йй 6 Р источники 36-39 опор- доного напряжения равные е , е , еР 5 Р е 4.При расчете комбинированных систем и Форм, содержащих нелинейно ра 1 ботающие стержни, заранее неизвест- г 11, 111, 1 Ч, Ч т.е. стержень определяется пятью различными вариантами усилия (после подстановки из (1) пяти вариантов напряжений).Определить, на каком из пяти участков диаграммы работает в данный момент стержень, можно толькопомощью предлагаемого устройства, которое содержит инФормацию о всех пяти возможных вариантах работы стержня. В устройстве напряжение 01 Р отрабатываемое в узловой точке 7 с учетои того, что отношение сопротивлений резисторов обратной связи и входного для блоков умножения 23 и 25 - = 2, равнойой О:(11- ,О 11 й61 2 Щ+) з 4 э(у ) (4) Если потенциал узловой точки 7равен 8 11:1,2), то Ч: Р) . (5)- ,-744651--- -г , ФВФпрямительиого элемента, третья узловая точка К-сетки через соответствующий резистор и через цепочкииз последовательно соединенныхтретьего блока умножения и третьегоинвертора соединена со входом первого выпрямительного элемента, четвертая узловая точка В-сетки черезсоответствующий резистор и через цепочки из последовательно соединенных четвертого блока умножения ичетвертого инвертора подключена ковходу второго выпрямительного элемента, пятая узловая точка В"сеткичерез соответствующие резисторы соединена"с первой и третьей узловой точками и непосредственно подключена к выходу сумматора, первыйвход которого соединен с шестойузловой точкой В-сетки, через соответствующие резисторы подключеннойко второй и четвертой узловым точкам В-сетки инепосредственно соединеной с выходом усилителя, входкоторого подключен к входам первогои второго выпрямительных элементов, седьмая узловая точка й"сеткичерез соответствующие резисторысоединена с первой, второй, третьейи четвертой узловыми точками, со:- ,-; ".-, .-м.-. -: -, -.,- Ф- ,.;. вторым входом сумматора и через тре.тий и четвертый выпрямительные элменты - соответственно с первым ивторым источниками опорного напряжения, выходы первого и третьегоблоков умножения подключены ко входу второго выпрямительного элемента,выходы второго и четвертого блоковумножения соединены со входом первого выпрямительного элемента и черезО резисторы с седьмой узловой точкой,третий и четвертый источники опорного напряжения подключены ко входампервого и третьего выпрямительныхэлементов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, "25 научно-техническая конференция". Материалы секции строительной механики. Минск, БПИ, 1969,20 с, 107.2. Авторское свидетельство СССР744651 Тираж 751 Подписное илиал ППП Патент, г. Уж ипи ак аэ 3818/15 Ул, Проектная, 4