Устройство для моделирования стержневых рам

 

(72) Автор изобретения

В. М. Овсянко (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СТЕРЖНЕВЫХ РАМ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Прн электрическом моделнрованйи рам- ных систем нашла широкое распространение П-образная схема-аналог изгибаемого стержня P).

Недостаток этой схемы в необходн,! мости ручного многоциклового уравй ве шнвания модели.

Известно наиболее близкое к изобре- тению устройство для моделирования стержневых рам, содержащее соединенные между собой в соответствии с геометри ей рамы П-образные резисторные сетки, сумматор, входы которого соединены с соответствующими общими выводами

П-образных резнсторных сеток, моделирующих вертикальные н горизонтальные

"стерЖни рамы, инвертор, вход и вйход, которого подклкнены к общим выводам

П-образных резисторных сеток, моделирующих вертикальные стержни рамы.

Недостаток известного устройства в том, что два суммирующих усилителя

2 имеют большое число входов, равное для сапого усилителя числу стоек в этаже рамы, а для второго - на два входа боль- ше. При этом для решения разных задач входные сопротивления необходимо уста« навливать каждый раз заново, что увеличивает время набора задачи на электромоделирующей установке.

Целью изобретения является ynpomeнне устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный резистор и источник тока, один выход которого соединен с выходом сумматора, а другой — с входом инвертора, причем выход инвертора подключен к дополнительному входу сумматора, вход инвертора соединен с источником тока.

На фиг. 1 показана одноэтажная. рама, на фиг. 2 - предлагаемое устройство для моделирования этой рамы.

Устройство содержит П-образные резнсторные сетки 1 - 5, соединенные по геометрической схеме рамы, сумматор 6, l

3 дополнительный резистор 7 для модели- рования суммарной жесткости стоек, инвертор 8, источник 9 тока для моделирования внешней нагрузки.

Уравнения, определяющие изгибающие моменты и поперечные силы прямоли нейного стержня длиной Р постоянного сечения с погонной жесткостью 1, концы которого повернулись на углы 4 и

, a стержень получил перекос Ч, записываются в виде (Здесь М, М, 3< -,концевые изгибакщцие моменты и поперечная сйла;

1Й,, И1, „- то же для стержйя с защемленными концами от внешней наг рузки.

Уравнения (1) моментов системы моделируется токами в начале и конце каждой П-образной схемы- аналога изгибаемого стержня. Для моделирования уравнения (2) по перечных сил возьмем сумму поперечных сил для сечения 1 — 1 (фиг. 1) рамы: е з Я4 +Q;P)=o . ()

Учитывая, что жесткости трех стоек рамы равны соответственно 11, 11, подставим (2) для каждой стойки в (3)g

35 получим уравнение поперечных сил рамы, йодлежащее моделированию:

-214 Ч -212

Ig 1g 1 ь

111 Ф 1 . 7+++1 2 1+ЧЙ

3 1 2 3 1 2 3 (4-) 2

+у 2(1 +1 +i ) 3 ф — -у-Р О 4>

Здесь fA и 1 1 и, и

ЧЬ углы повора у оВ первой второй и третьей стоек (фиг. 1).

При моделировании многоэтажной рамы на каждый этаж необходимо всего два усилителя. Это наименьшее число усилителей среди всех известных устройств для моделирования рам.

Электрическое моделирование рампой,. сйстемы осуществляется следующим образом.

94 4

Вместо ригелей (горизонтальных стержней) и стоек (вертикальных стержней) устанавливаются соответствующие им

П-образные резисторные сетки. Так как ригели перекосов не имеют, то концы прОводимостей, K KoTopbIM подводится на» пряжение, эквивалентное перекосу, соедийяются с шиной нулевого потенциала.

Стойки имеют перекос, поэтому для них необходимо реализовать уравнение 3 поперечных сил, что выполняется при помо-.. щи сумматора 6, дополнительного резистора 7 для моделирования суммарной жесткости стоек, инвертора 8, источника

9 тока для моделирования внешней нагрузки. Тогда в сетке 5 (фиг. 2) отрабатывается суммарный ток, т. е. отрабатывается искомый перекос стоек в виде напряжения в сетке 5. Дополнительный резистор .7 имеет проводимость, равную сумме проводимостей стоек рамы.

Проверка устройства, показавшая его высокую точность и простоту в работе,. производилась на существующей установке

ЭМСС-7М с дополнительным блоком усилителей.

Формула изобретения

Устройство для моделирования стержневых рам, содержащее соединенные между собой в соответствии с геометрией рамы П-образные резисторные сетки, сумматор, входы которого соединены с соответствующими общими выводами

П-образных резисторных сеток, моделирующих вертикальные и горизонтальные стержни рамы, инвертор, вход и выход которого подключены к общим выводам

П-образных резисторных сеток, модели рующих вертикальные стержни рамы, о т л и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него вве-. ден дополнительный резистор,и. источ- ник тока, один .вывод которого соединен с выходом сумматора, а другой — с входом инвертора, причем выход инвертора подключен к дополнительному входу сумматора, вход инвертора соединен с источником тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пухов Г. Е. и др. Электрическое

Моделирование задач строительной механики. Киев, изд-во Ац УССР, 1963

2. Авторское свидетельство СССР

М 386408, кл. G 06 Q 7/68, 1973 (прототип) .

717794

Составитель И. Лебедев

Редактор Герцен Техред H, Яабурка Корректор Я. Веселовская

Заказ 9850/68 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул ПРоектная 4;