Устройство для моделирования механических колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 596773

Союз Советских

Социалистических

Республик

Г

1

@т

I г

"-" А g/ (51) М. Кл G 06G 7/61т " (61) Дополнительное к авт. свид-By (22) Заявлено 10.05.76 (21) 2359678/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.333(088.8) (45) Дата опубликования описания 14.02.78 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Н. Гуржий и В. Е. Быков

Научно-исследовательский институт строительных конструкций

Госстроя СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛ ЕБА Н И Й

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования амплитуд механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения.

Известны устройства для моделирования механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения, содержащие счетную матрицу, связанную через дешифраторы со счетчиками импульсов, соединенными через ключи с генератором импульсов (1).

Недостатком таких устройств является большой объем регистрируемой информации и низкое быстродействие, что не позволяет использовать известные устройства для исследования высокочастотных механических колебаний.

Наиболее близким по техническому решению является устройство для моделирования механических колебаний, содержащее счетную матрицу, соединенную с дешифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен ко входу преобразователя код — напряжение, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель со входом устройства, и блок определения знака производной, входом связанный со входом устройства, а выходом с управляющим входом переключателя (2).

Недостатком этого устройства является относительная аппаратурная сложность и громоздкость, а следовательно, и низкая надежность его работы, вызванная наличием двух цепей уравновешивания.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Для достижения цели в устройсгво введены дополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов И подключены к выходу счетчика им15 пульсов, вторые входы логических элементов

И подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами дополнительных переключателей и входом «Сброс» счетчика импульсов, 20 а выходы элементов И подключены ко входам соответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен ко второму входу нуль-органа, а через другой выход

25 первого дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входунуль-органа, а второй вход соединен со вторым дополнительным переключателем, подключенным к

Зо одному из входов переключателя.

590773

На чертеже приведена блок-схема -устройства.

Устройство содержит блок определения знака производной 1, переключатели 2, 3 и

4, элементы И 5 и 6, счетчик импульсов 7, блок памяти 8, нуль-орган 9, вычитатель 10, преобразователь код — напряжение 11, ключ

12, генератор импульсов 13, дешифраторы 14 и 15 и счетную матрицу 16.

Предлагаемое устройство работает следующимм о бр азом.

По достижении входным напряжением U„ максимального или минимального значений изменяется знак производной напряжения U„ и срабатывает блок определения знака производной 1, на выходе которого появляется соответственно положительный или отрицательный импульс. Если, например, напряжение U, достигло своего минимального значения, то задний фронт отрицательного импульса с выхода блока определения знака производной 1 устанавливает в нуль счетчик импульсов 7, переключает переключатели 2, 3 и

4 в положение l, и блок памяти 8 (в качестве которого в простейшем случае может использоваться пиковый детектор) начинает запоминать входное напряжение U, которое сравнивается нуль-органом 9 с выходным напряжением преобразователя код — напряжение 11. Если значение напряжения на выходе блока памяти 8 будет больше значения выходного напряжения преобразователя код— напряжение 11, то нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 поступают через первый вход ключа 12 на вход счетчика импульсов 7, увеличивая записанное в нем число. Это приводит к увеличению выходного напряжения преобразователя код— напряжение 11, и процесс уравновешивания продолжается до достижения равенства значений напряжений с выхода блока памяти 8 и выходного напряжения преобразователя код — напряжение 11.

По достижении входным напряжением значения максимума и последующем его уменьшении задний фронт положительного импульса с выхода блока определения знака производной 1 переключает переключатели 2, 3 и 4 в положение 11. Уменьшающееся входное напряжение У„при этом будет поступать через переключатели 2 и 4 на второй вход вычитателя 10, на первый вход которого поступает напряжение U„maz с выхода блока памяти 8. С выхода вычитателя 10 разность напряжений UÄ,„— с „поступает на третий вход нуль-органа 9, где названная разность напряжений сравнивается с выходным напряжением U преобразователя код — напряжение 11. В процессе работы при нарушении равенства U » U„ » U нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 через первый вход ключа 12 поступают на вход счетчика импульсов 7, увеличивая запи60

Формула изобретения

Устройство для моделирования механических колебаний, содержащее счетную матрицу, соединенную с дешифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу преобразователя код— напряжение, выход которого соединен с персанное в нем число, Увеличение числа в счетчике импульсов 7 приводит в свою очередь к увеличению выходного напряжения U„„„„„преобразователя код — напряжение ll, и процесс

5 уравновешивания продолжается до достижения равенства U»„— U„ » — (l. l iu достижении входным напряжением значения последующего минимума и дальнейшем его увеличении задний фронт отрицательного им10 пульса с выхода блока определения знака производной 1 установит в нуль счетчик импульсов 7, переключит переключатели 2, 3 и

4 в положение 1, и в дальнейшем описанная выше работа устройства повторяется.

15 По достижении напряжением (/„значения максимума передний фронт импульса положительной полярности с выхода блока определения знака производной 1 открывает элемент

И 5 и кодовое значение максимума U, ; из

20 счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор 14. Ilo достижении напряжением

U„значения минимума передний фронт импульса отрицательной полярности с выхода блока определения знака производной 1

25 открывает элемент И 6, и кодовое значение перепада ЛУ;= U,. щ„х,— U щщ; из счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор

15. Дешифраторы 14 и 15 отпределяют накопительную ячейку в счетной матрице 16, куда в соответствии с измеренными значениями максимума Uxmaz и перепада ЛУ; записывается единица.

В счетной матрице 16 каждому возможному сочетанию значений максимумов и перепадов амплитуд механических колебаний соответствует своя накопительная ячейка. Таким образом, в процессе работы устройства в каждой накопительной ячейке счетной матрицы

16 образуются числа повторений данных соче40 таний значений максимумов и перепадов, которые являются ординатами двумерного дискретного закона распределения и представляют собой результат моделирования механических колебаний по методу максимумов и

45 перепадов. Из полученного таким образом двумерного дискретного закона распределения максимумов и перепадов амплитуд механических колебаний можно получить информацию о прочностных характеристиках материалов конструкций, находящихся под действием механических колебаний.

Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет уменьшить стоимость и улучшить эксплуатационные свойства устройства.

590773

Составитель И, Загорбинина

Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова

Редактор P. Киселева

Подписное

Изд. М 175 Тираж 818

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 92076

Типография, пр. Сапунова, 2 вым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель с входом устройства, и блок определения знака производной, входом связанный с входом устройства, а выходом — с управляющим входом переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в устройство введены дополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов

И подключены к выходу счетчика импульсов, вторые входы элементов И подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами

II0ïoëHèòåëüíûõ переключателей и входом

«Сброс» счетчика импульсов, а выходы элементов И подключены к входам соответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен к второму входу нуль-органа, а через другой выход первого

5 дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входу нуль-органа, а второй вход соединен с вторым дополнительным переключателем, подключенным к одному из

10 входов переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Авторское свидетельство СССР М 328445, кл. G 06F 5/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР Хо 404102, кл. G 06G 7/68, 1972.