Устройство для моделирования плоского поля типа
Союз Соввтских
Социалистическими
Республик
<и,658574 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.11. 76 (21) 2423494/18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет
Опубликовано 25.04.795юллетеиь № 15
Дата опубликования описания 30.04.79 г (51) М. Кл.
Э 06 Ст 7/ 32
Государственный ноиитет
CCCP оо делам изооретоний н открытий (53) УДК 681.333 (088. 8) (72) Автори изобретения
А. И. Колесников и Ю. Jl. Шерстюк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЛОСКОГО ПОЛЯ
ТИПЛ V Ч g = СалИ
V ср1= Содь
2 (2) Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано для исследований,.в области теории упругости при моделировании прогиба плоской пластинки со свободно защемленными краями, находящейся под воздействием равномерно 5 распределенной нагрузки, в теории теплопередачи при моделировании температурного поля в сечении трубы с гидродинамически и термически стабилизированным теk чением жидкости, а также других попей, описываемых дифференциальным уравнением типа где g> — склярная функция координат
Х У .В настоящее время в научных исследованиях вышеуказанного типа широко применяются устройства, выполненные в виде двух сеток омическнх сопротивлений, поз- . воляюшие моделировать поле типа t1 j . В этих устройствах одна сетка омических сопротивлений предназначена для моделирования плоскости поля типа с интенсивностью источников, пропорциональной току, подаваемому в узлы сетки через сопротивления, величина которых должна быть значительно больше величины сопротивлений элементов сетки. Для роше ния поставленной задачи, то есть мод пирования поля THIIG (1) (Ч ЦР Х +)
Ъ где К = СОпЬЙ ), применяется дополнительно вторая сетка, конструктивно аналогичная первой и связанная с ней через сопротивления связи. При выполнении условия ж - м Ш интенсивность источников тока в узлах второй сетки пропорциональна
Однако в известном устройстве исследуемая. область представлена дискретно, и оно с ложно в из готов ле ни и.
Наиболее близким по технической су цности к рассматриваемому является устройство, содержашее генератор звуковой
658574 частоты, соединенный с одним выводом электрода, на котором распопожен диэлектрический слой, на котором размещен эпектропроводный спой, подключенный к шине нулевого потенциала (2 ) . Дпя того, чтобы устройство позволяло модепировать поля типа (2)» необходимо выполнить условие U -ф, U (U< - напряжение питания модели, подаваемое от генератора электрических колебаний, Ч» — падение напряжения на электропроводной бумаге относитепьно заземпенных граничных ,электродов).
Описанное устройство непосредственно не позволяет решить поставпенную задачу, с достаточной точностью.
Бепью изобретения является повышение точности моделирования ппоского попя типа с7 с3 ЧЗ = corlsf
Поставпенная цепь достигается тем, что о устройство снабжено дополнительным электропроводным споем и дополнитепьным диэ пектрическим с поем, сопр яженны м с электропроводным споем, на дополнител» ном диэпектрическом слое установпен допопнительный электропроводный слой, один, вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, другие выводы эпектропро водных споев соединены между собой.
Структурная схема устройства изобра жена на чертеже. Она состоит из сппошного плоского метаппического эпектрода
1, основного и дополнитепьного электропроводных слоев 2,3, . изготовленных из» электропроводкой бумаги. Между электро3$ дом 1 и слоями 2 и 3 размещены основной и допопнитепьный диэлектрические слои 4, 5. Генератор звуковой частоты 6 подкпи»чен к эпектроду 1. Эпектропровод40 ные слои 2, 3 соединены с шиной нупевого потенциапа. В устройство также входит измеритепьный эпемент 7, соединенный с шиной нупевого потенциапа и с допопнитепьным электропроводным споем 3, на эпектропроводных споях распопожены граничные электроды 8, 9.
При включении генератора электрических колебаний 6 между электродом 1 и слоем 2 прикпадывается эпектрическое напряжение, характеризуемое вепичиной U и частотой т . Обкладки 1 и 2 представпяют собой плоский конденсатор, через который проходит переменный ток, пропорциональный частоте f, напряжению удельной емкости конденсатора и ппощади обкпадок 8 . При этом интенсивность токов смешения, приходящихся на единицу площади образованного конденсатора характеризует интенсивность источников ппоского поня, модепируемого на эпектропроводном сло 2. Ток смещения, протекая HD электрэпроводному слою 3, создает плоское попе падения напряжения описываемое выражением вида: д + =-1 Я =- V-q3 j= д 8Y » R U= Corlst
ГИе E. (3)
6 11 .1
ГДЕ 11 —. ИНтенСиВНОСтЬ токОВ смещения дпя эпектропроводного споя 2; — частота звукового генератора электрических колебаний 6;
R < 6 — топщина диэлектрического споя 4; Я вЂ” удепьное сопротивпение элект4 ропроводного слоя, Ц> — падение напряжения на элект1 ропроводном слое 2 относительно граничного эпектрода 8 (в исспедуемой точке); U1 — напряжение питания, подаваемое от генератора 6. Размеры устройства, частота f, напряжение питания U, Я и 6 топщина диэпектрического споя, сопротивлени" R подбираются так, чтобы выпопняцось усповие U - »р Ц . В этом спучае правая часть уравнения (3) будет постоянна, т.е. интенсивность токов смещения будет равна по всей пяощади эпектропроводного споя и попе, модепируемое на эпектропроводном спое 2, будет явпяться подем с равномерно распредепенными источниками. Между эпектропроводными слоями пр@пожено напрюКение, равное разности напряжений цэ (относительно заземпения) и Я» в сходственных точках соответста I венно электропроводных слоев. Так как характеристики Е, 6, Я подбиранлся с учетом выпопнения условия Ц вЂ” LP 4P ) то интенсивность То» 1 ков смещ-ия 2 щ оход их через конденсатор, образуемый электропроводными слоями, будет пропорционапьна падени1о напряжении +, относительно заземленных граничных электродов электролроводного спои. Токи смещения 1> проходя по эпектропроводному спою 3, cn:»дают на нем попе падения напряжения цэ относи2 тепьно заземпенных граничных эпектродов 658574 Формула изобретения Составитель И. Загорбпнина Редактор Э. Губницкая Техред Q. Андрейко Корректор В. Синицкая Ф Р Ф» Заказ 2059/4 5 Тираж 779 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 8, 9, При этом плоское поп, модепируемое на эпектропроводном слое 3, является полем с интенсивностью источников, пропорциональной токам смещения которые с учетом условия р - ц) 1 2 пропорциональны Lp . Т. е. на эпектропроводном слое 3 моделируется поле, описываемое дифференциальным уравнением д цз, дср, „2 . Ы2 . (, 1О дХ2 3Y2 Р2 52 2Ч Р212grfEã î Ðã г Д 2 2 2 2 1о 21 2 или 7 Ч 4 2 \ где < - интенсивность токов смещения для электропроводного слоя 3, удельное coIIpoTHBление эпект» ропроводного слоя 3, 2ЕΠ— диэлектрическая проницаемость диэлектрического споя 5, g - толшинадиэлектрическогослоя 5, 2 2 (p — падение напряжения на элект2 ропроводном слое 3 (относительно заземпения). Значения падения напряжения р из- З© 2 меряются измерительным элементом 7, подключенным соответственно к электропроводному спою 3 между граничным электродом и исследуемой точкой поля. При этом на электропроводном слое 2 мо- з депируется поле скорости движения жидкости в трубе с ламинарным стабипизированным течением (В теории теплопередачи) ипи поле общ го изгибающего момента M = M х + Мч в пластинке с равно- 4о мерно распределенной нагрузкой (в теории упругости). На электроп роводном слое 3 моделируется поп температур в сечении трубы с лампнарным гидродиначич.— ским и теоретически ($ = CoflSt ) стабипизировашым течением (в теории теппопередачи) или поле прогиба ппоской пластинки под воздействием равномерно распределенной нагрузки. Рассматриваемое устройство благодаря введению дополнитель ътх элементов обеспечивает моделирование плоского поля типа иъ = coAst с ВысОкОЙ т 2 ТОЧНОСТЬЮ. Устройство для модеппрования плоского поля ТИпа Я Ч Чз = conSt, содержащее 2. 2. генератор звуковой частоты, соединенный с одним выводом электрода,-на котором расположен диэлектрический слой, на котором размещен электропроводный спой, подключенный к шина нупевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности, оно снабжено . дополнительным электропроводным слоем и дополнительным диэлектрическим споем, сопряженным с электропроводным споем, на дополнительном диэлектрическом слое установлен дополнительный эпектропроводный спой, один вывод которого подключен к лине нулевого потенциала, другие выводы электропроводных споев соединены между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Карилюс У. Моделирующие устройства для решения задач теории поля, издательство И. Л. М., 1962, с. 467. 2. Карилюс У. Моделирующие устройства дпя решения задач теории попа, издательство И. Л. М., 1962, с. 179.
