Устройство для моделирования механических характеристик твердого тела

 

Изобретение относится к вычислитель ной технике и предназначено для исследования динамики механических систем с учетом механических характеристик их твердых тел, Цель изобретения - повышение точности моделирования. Для достижения поставленной цели в устройствб дополнительно введены три сумматора, интегросумматор и три инвертора, Механические характеристики, воспроизводимые устройством , соответствуют режиму мягкого нагружения, практически жесткого нагружения и режиму промежуточного (между мягким и жестким режимами) нагружения моделируемого твердого тела. 1 ил.

„„Щ„„1755302 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 606 G T/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ! ° s

ОПИСАНИЕ Из(5РЕТЕЯИЯ кг игк.щд,, QgC,ДЯ тг»-;(.,)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4624000/24 вания динамики механических систем с уче. (22) 22.12,88 том механических характеристик их твер(46) 15;08.92. Бюл. N. 30 дых тел. Цель изобретения — повышение (75) Г,В,Трель .:,, : точности моделирования. Для достижения (56) Авторское свидетельств СССР - " поставленной цей и в устройство до»йолниN. 1543428, кл. G 06 6 7/25, 1987. . - Тельно введены три сумматора, интегросумАвторское свидетельство СССР матор и три инвертора, Механические

М 1550542, кл, G 06 G 7/25, 1988. характеристики, воспроизводимые устройст(54) УСТР0АСТ80 ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ вом, соответствуют режиму мягкого нагружеMEXAHM×EÑÊÈÕ ХАРАКтЕРИСТИКТВЕР- ния, практически жесткого нагружения и

ДОГО ТЕЛА .:: режиму промежуточного (между мягким и (57) Изобретение отноСится к вычислитель- жестким режимами) нагружения моделируной технике и предназначено для исследо- емого твердого тела. 1 ил, Ъ

Изобретение относится к вычислитель- паздывания, деформац»йй и напряжений при ной технике и предназначено для использо- ударном нагружении моделируемого твервания в составе аналоговых вычисли»- доготела. тельных машин при исследовании динами- Известно устройство для моделироваки механических систем с учетом механиче- ния диаграммы циклического деформироваских характеристик их твердых тел в виде ния, содержащее:умматор, два интегразависимостей между усилиями сопротивле- - тора, блок умножения и блок выделения мония этих тел воздействующим нагрузкам, дуля, которое может быть использовано для вызываемыми ими деформациями и их из- воспроизведения механических характерименениями во времени, например; с учетОм : стик в виде диаграмм деформирования не кривых ползучести деформации при посто- вполне упругих твердых тел. янных напряжениях в режимах мягкого на-. Наиболее близким по технической сущгружения, кривых релаксации напряжения ности к предлагаемому является устройство при постоянной деформации в режимахже- для моделировани» пзтли гистереэиса, со- . откого нагружения, диаграмм деформирова- держащее первый сумматор, первый и втония при растяжении и сжатии в режимах рой интеграторы, первый и второй блоки . мягкого, жесткого и промежуточного нагру- умножения и блок выделения модуля, выход жений как при постоянных, так и при одно- которого подключен к первому входу первовременно перемен н ых íàrрузках и го блока умножения; выход первого сумматодеформациях, с воспроизведением колеба-: ра соединен с входом первого интегратора, ний в процессе нагружения, особенно ста- выход второго интегратора подключен к дии ускоренной ползучести деформацйй, первомувходувторогоблокаумножения. .участка диаграммы деформирования за Недостатком известныхустройств являпределом прочности при растяжении, за- ется то, что они не воспроизводят кривых

1755302 полэучести деформации и релаксации напряжения so всевозможных режимах нагружения как при постоянных, так и при одновременно переменных нагрузках и деформациях, особенно ускоренной ползучести деформации, участка диаграммы деформирования эа пределами прочности при растяжении, запаздывания деформаций и напряжений при ударном нагружении моделируемого твердого тела. Это снижает точность моделирования, Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделированйя механических характеристик твердого тела, содержащее первый и второй интеграторы, первый и второй блоки умножения и блок выделения модуля, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения, выход сумматора соединен с входом первого интегратора, выход второго интегратора подключен к первому входу второго блока умножения, введены второй, третий и четвертый сумматоры, интегросумматор и три инвертора, причем выход интегросумматора является выходом истинного напряжения материала твердого тела устройства и подключен к второму входу второго блока умножения, первому входу интегросумматора и входу первого инаертора, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров, выход которого является выходом усилия упругофрикционного сопротивления деформированию устройства и подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через второй инвертор соединен с вторым входом интегросумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу первого блока умножения, выход которого соединен с третьим входом интегросумматора, четвертый вход которого подключен к выходу третьего инвертора, выход первого интегратора соединен с пятым входом интегросумматора, с входом блока выделения модуля и с входом второго интегратора, выход которого подключен к входу третьего инвертора, второму входу второго сумматора и является выходом относительной деформации устройства, выход второго блока умножения соединен с вторым входом третьего сумматора, выход третьего инвертора подключен к первое у входу четвертого сумматора, выход которого является выходом усилия нагрузки твердого тела устройства и соединен с вторым входом первого сумматора, второй вход четвертого сумматора является входом задания параметра нагружения твердого тела устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый-четвертый сумматоры 1 — 4, первый-третий инвер5 торы 5-7, первый 8 и второй 9 интеграторы, интегросумматор 10, первый 11 и второй 12 блоки умножения и блок 13 выделения модуля. Каждый из блоков выделения модуля может быть выполнен, например, на сумма10 торе, инверторе и двух диодах.

Устройство имеет информационный вход по сигналу параметра нагружения твердого тела Е (t), первый выход по сигналу относительной деформации е (t), второй вы15 ход по сигналу усилия нагрузки твердого тела P(t), третий выход по сигналу истинного напряжения материала твердого тела aU (t) и четвертый выход по сигналу усилия упругофрикционного сопротивления деформи20 рованию T(t) co стороны твердого тела.

В процессе моделирования сигнал с . входа у тройства, соответствующий параметру ньгружения E (t), поступает на второй вход с коэффициентом передачи К 2

25 четвертого сумматора 4, на первый вход с коэффициентом передачи К41 которого подают сигнал с выхода третьего инвертора. С выхода четвертого сумматора, являющегося вторым выходом устройства, сигнал усилия

30 нагрузки P(t) поступает на второй вход с коэффициентом передачй Кп первого сумматора 1, на первый вход с коэффициентом передачи К1 которого подают сигнал с выхода третьего сумматора 3, являющегося

35 четвертым выходом устройства по сигналу усилия упругофрикционного сопротивления деформацию Т(с). При коэффициентах К1 и

К12, обратно пропорциональных полумассе деформируемого твердого тела, на выходе

40 первого сумматора 1 получают сигнал ускорения относительной деформации е(1), который подают на вход первого интегратора

8 и через второй инвертор 6 на второй вход с коэффициентом передачи К о2 интегросумматора 10. С выхода первого интегратора 8 сигнал скорости деформации e(t) поступает на пятый вход с коэффициентом передачи K1og интегросумматора 10. С выхода последнего, являющегося третьим выхо-

50 дом устройства, сигнал истинного напряжения материала a„(t) подают на его же первый вход с коэффициентом передачи

К1о1, второй вход второго блока умножения

12 и через первый инвертор 5 на первый вход с коэффициентом передачи Кэ третьего сумматора 3 и первый вход с коэффициентом передачи К2 второго сумматора 2, Сигнал разности K22 e (t) — K21 Оц (t) с выхода этого сумматора поступает на второй вход

1755302

5 б первого блока умножения 11, на первый нагружения, а в промежуточных случаях— вход которого подают сигнал модуля скоро- . режиму промежуточного (между мягким и сти относительной деформации li(t)l. С, жестким режимами) нэгружения твердого выхода этого блока умножения сигнал по- тела. ступает на третий вход с коэффициентом 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я передачи К О3 интегросумматора 10, а с вы- Устройство для моделирования механихода второго блока умножения 12 сигнал ческих характеристик твердого тела, содерподают на второй вход с коэффициентом жащее первый сумматор, первый и второй передачи К32 третьего сумматора 3. При К31 .. интеграторы, первый и второй блоки умнои К32, пропорциональных площади исходно- 10 жения и блок выделения модуля, выход кого поперечного сечения образца твердого " торого подключен к первому входу первого тела, на выходе последнего сумматора пол-.- ..:. блока умножения, выход первого сумматора учают сигнал усилия упругофрикционного:. соединен с входом nepaoro интегратора, высопротивления деформированиюТ(т). Одно-., ход второго интегратора подключен к первременно с выхода первого интегратора 8 15 вому входу второго блока умножения, о тсигнала е(т) подают на вход блока 13 выде- :. л и ч а ю щ е е с я тем,- что, c целью ления модуля, нэ выходе которого выраба-:. повышения точности моделирования, в не:-тывается сигнал !е (t)l, и вход второго::. : ro введены второй, третий и четвертый суминтегратора 9, с выхода которого, служаще- . ": Маторы, интегросуммаМф и трй йнвбртора, ro первым выходом устройства, сигнал от- 20 причем выход интегросумматора является носительной деформации я (t) подают нэ " " .. выходом истиннота"напряжения материала второй вход с коэффициентом передачи К2 " " твердоготела устройства и подключен к вто- второго сумматора 2, первый вход второго: рому входу второго, блока умножения, перблока умножения 12 и входтретьегоинвер- : вому входу интегросумматорэ и входе тора 7, с выхода которого сигнал поступает 25 первого инверторэ, выход которого соедина четвертый вход с коэффициентом пере-." иен с. первыми входами второго vi"òðå1üåro дачи К1О4 интегросумматора 10, . сумматоров, выход которого является выхоВ результате устройство воспроизводит дом усилия упругофрикционного сопротивмеханические характеристики твердого те-.- .- -" ленйя деформированию устройства и лэ с учетом предыстории его нэгружения; jo подключен к первому входу первого суммаописываемые следующей системой интег-,, тора,выходкоторогочерезвторойинвертор родифференциальных уравнений; Соединен с вторым входом ийтегросумматора, выход второго сумматора подключен к

P(t) = K42 E{t) — К41e (t); q{t) = Kt p(t) : . второму входу первого блока умножения, — K<

1755302

Составитель Г. Трель

Техред M.Моргентал

Корректор М. Петрова

Редактор M. Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ.2895 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ho изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5