Устройство для моделирования прямолинейного изгибаемого стержня

 

СПИ(-АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

397939

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.111.1971 (№ 1638044/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.!Х.1973. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 23.1.1974

М. Кл. б 06g 7/68

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.333(088.8) Автор изобретения

В. М. Овсянко

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ИЗГИБАЕМОГО СТЕРЖНЯ

25 (2) 30

Изобретение относится к области вьгчислительной техники.

Известны устройства для модели>рования прямолинейного изгибаемого стержня, содержащие резисторы, источники тока и инверторы напряжения.

Однако такие устройства сложны.

Цель изобретения упрощение устройства.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем,к входной и выходной:клеммам соответственно подключены первый и второй источники тока и две пары резисторов. Свободные выводы первой па ры резисторов соединены между собой и подключены к третьему источнику тока, а свободные выводы второй пары резисторов присоеди|нены к выходам первого и второго инверторов напряжения, подключенных входами, соответственно к .выходной и входной клеммам.

К точке соединения первой пары, резисторов присоединены последовательно включвнныс тре ий и четвертый инверторы напряжения и пятый резистор.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство соде ржит резисторы 1 — б, источники .тока б — 8!и инверт pbl напряжения

9- 12., Устройство работает слвдующи м образом.

Ура|вненпя концевых изгибающих моментов

Мл и Мв и концевой поперечной силы Qa для стержня постоянного сечения имеют вид:

Мл = 41«рл + 21«рв — 2i .Зф — Мл, (1)

Мв — — 21«рл + 4i q a — 2i . 3v + Мв

1 4 — Qa — — — 2 ;"л — 21«Рв+ — i 3) — — Qa >

3 3 3

EI где i = (Е1 — жесткость стержня);

1 — длина стержня;

«рл и «рв — углы поворота концов стержня; вв «!А

«р = — перекос, стержня (где бл и

l5a — линейные перемещения концов стержня);

«1«л., A1a, Qa — изгибающие моменты и по20 перечная сила от,поперечной нагрузки для стержня с жестко защемленными кон цам и.

Работа устройства описывается следующими уравнениями электрического тока:

1л —— 2О л + gUa — gUy — 1л, 1в — — - gUx -1- 2gUa — ЯЫ + 1в

Iq = — К вЂ” gUa+ (2g+ 6) Uy— — G-2У, — 1,.

397939

Уравнения (1) и (2) будут эквивалентны, если считать, что 1А: < А "f ф 1 — В f ф — Зф f (З) 1А — ИА fa з 1 — ИВ Тр. ф

1А 11 А Тр ° 1 — МВ Тр

1q = — Qa. Т;3 — 1

1q = — Qa fp, 3 (4) Тр

2i=k.2i, G=k — 1, где у, у, k — масштабные коэффициенты напряжений, токов и проводимостей.

Инверто ры на пряжен ия 9 — 11 являются чисто инверторами,напряжения,,для которых — =1, а ин верто р напряжения 12, кроме тоRo

R го увеличивает,входное напряжен ие в два раза (=2).

R, Устрой ство для моделирования прямолинейного изти баемого стержня является четырехполюоной схемой-аналогом;,на двух полюсах отрабатываются токи и напряжения, эквивалентные изгибающим моментам и углам поворота концов стержня,,на третьем— ток и напряжение, эквивалентные поперечной силе и. перекосу стержня, четвертый полюс— общая точка (земля) . Схема-аналог ригеля рамы, не имеющето перекоса (U,. =О) состоит и з четырех проводимостей g, а средчяя то чка схемы-аналога, подключена к шине Hулевого потенциала.

П ри моделировании рамной системы схемы-аналоги соединяются по периметру моделируемой системы. Пр|и этом на каждый узел рамы требуется по одному инвертору напряжения, выход которого подключен к вертикальным проводимо стям всех противополож5 ных концов стержней, сходящихся в этом узле. В регулярных рамах стойки одного этажа имеют,одинаковый перекос, что электрически соответствует соединению между собой центральных точек всех схем-аналогов стоек. На

10 од ин этаж при любом числе стоек-,в этаже требуется только два ин вертора напряжения (11 и 12). ITpoIÂÎßHìoñòH 60 G, ..., 6; для

1, 2, ..., l-й стойки в .одном этаже могут быть заменены одной проводимостью 6„, G„, = G, + G, +... + G, Один конец этой эквивалентной (HðoâîäHìîсти подключен,,к,центральной точке схем-аналогов стоек, второй — к выходу инвертора

20 напряже н ия 12.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования,прямолинейного:и зпибаемо го стержня, содержащее

23 резисторы, источники тока и инверторы нап ряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем к выходной и выходной клеммам, соответственно подключены первый и второй источники тока и две

30 пары резисторов, свободные выводы первой пары, резисторов соединены между собой и подключены к третьему источнику тока, а свободные выводы второй пары резисторов присоединены к выходам первого и второго

33 инвесторов .напряжения, подключенных входами соответственно к выходной и входной клеммам; к точке соединения первой лары резисторов присоединены последовательно включенные третий .и четвертый iHHверторы

40 напряжения и пятый резистор.

397939

Составитель Г. Сорокин

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Утехина

Корректор В. Жолудева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3717/18 Изд. № 26 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5