Устройство для моделирования диаграммы циклического деформирования Советский патент 1993 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для применения при моделировании механических систем с учетом диссипации энергии на внутреннее гистерезисное трение в циклически стабильных, стабилизирующихся и нестабилизирующихся, изотропных и анизотропных, упрочняющихся и разупрочняющихся, упрочняющихся с переходом в разупрочняющиеся и разупрочняющихся с переходом в упрочняющиеся конструкционных материалах в режимах мягкого, жесткого и промежуточного нагружения, особенно при оценках малоцикловой несущей способности конструкций.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит четыре сумматора 1-4, три инвертора 5-7, семь блоков умножения 8-14, блок выделения модуля 15, интегратор 16, три интегросумматора 17-19 и источник постоянного напряжения 20. Оно имеет информационный вход по сигналу параметра нагружения Е(т) и выходы по сигналам относительной деформации е. (т) и силе сопротивления деформированию P(t).

В процессе моделирования информационный сигнал параметра нагружения G(t) поступает на третий вход с коэффициентом передачи Каз второго сумматора 2, с выхода которого сигнал, соответствующий скорости относительного деформирования Ј(t), подают на входы блока выделения модуля 15 и интегратор 16, первый вход шестого блока умножения 13 и второй вход с коэффициентом передачи Ki82 второго интегро00

io

iOJ

ю

К)

го

сумматора 18, с выхода которого, являющегося выходом устройства по сигналу силы сопротивления деформированию P(t), сигнал поступает на первый и второй входы третьего блока умножения 10, первый вход с коэффициентом передачи Кз1 третьего сумматора 3 и через третий инвертор 7 на первый вход четвертого блока умножения 11, второй вход с коэффициентом передачи К22 второго сумматора 2 и первый вход с коэффициентом передачи Кдт четвертого сумматора 4. С выхода третьего блока умножения 10 сигнал, соответствующий P2(t), подают на второй вход четвертого блока умножения 11, с выход которого сигнал, соот- ветствующий P3(t), поступает на второй вход четвертого сумматора 4,

С выхода интегратора 16, служащего выходом устройства по сигналу относительной деформации e(t), сигнал подают на тре- тий вход с коэффициентом передачи «4з четвертого сумматора 4 и через второй инвертор 6 на первый вход с коэффициентом передачи К21 второго сумматора 2 и второй вход с коэффициентом передачи Кза третье- го сумматора 3, с выхода которого сигнал поступает на второй вход шестого блока умножения 13, выходной сигнал которого подают на первые входы соответственно с коэффициентами передачи Km и Kigi пер- вого 17 и третьего 19 интегросумматоров, второй вход первого блока умножения 8 и первый вход седьмого блока умножения 14. Сигнал, соответствующий функции измене

ния ширины петли гистерезиса диаграммы

упрочняющегося материала Фу(т), с выхода первого интегросумматора 17 поступает через первый инвертор 5 на первый вход с коэффициентом передачи Кц первого сумматора 1 и непосредственно на первый вход первого блока умножения 8, с выхода которого сигнал подают на второй вход с коэффициентом передачи Km этого первого интегросумматора 17. Сигнал, соответствующий функции изменения ширины петли гистерезиса диаграммы разупрочняющего- ся материала Фр (t), с выхода третьего интегросумматора 19 поступает на третий вход с коэффициентом передачи Киз первого сумматора 1 и второй вход седьмого блока умножения 14, с выхода которого сигнал подают на второй вход с коэффициентом передачи Ki92 этого третьего интегросумматора 19.

На второй вход с коэффициентом пере- дачи Ki2 первого сумматора 1 поступает сигнал с выхода источника постоянного напряжения 20. С выхода этого сумматора сигнал подают на первый вход второго бло

ка умножения 9, на второй вход которого поступает сигнал с выхода четвертого сумматора 4. С выхода второго блока умножения 9 сигнал подают на первый вход пятого блока умножения 12, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока выделения модуля 15, соответствующий lЈ(t) I. С выхода пятого блока умножения 12 сигнал подают на первый вход с коэффициентом передачи Kiai второго интегросумматора 18.

В результате устройство воспроизводит диаграммы циклического деформирования конструкционных материалов, описываемые системой

е (t) К2з € (t) - Kai e (t) - K22P(t);

e(t) /e(t)dt;P(t) /P(t)dt;

P(t) Ki82 Ј (t) - Ki8iKr(t)MiP(t) +

+K42P3(t)+K43fi(t) lЈ(t) I;

G(t)K3iP(t)-K32Ј(t);

Kr(t) Ki2Kio - Кц Д Ky(t) + Ki3 A Kp(t);

A Ky(t) A Ky(oo) Фу (t);

A Kp(t) A Kp(oo) (t);

ФУ (т) /e (t)G(t)Ki7i - I(t)dt;

Фр W /Ј (t)G(t)Kl91 - «192 IV(t)dt,

где 6: (t) - параметр нагружения;

Ј (t), Ј (t) - относительная деформация и ее скорость;

P(t), P(t) - сила сопротивления деформированию и скорость ее изменения;

G(t) - сила внутреннего гистерезисного трения;

ФУ(Т), Фр (t) - функции изменения ширины петли гистерезиса диаграммы в зависимости от числа полуциклов нагружения соответственно в процессах упрочнения и разупрочнения

(, Фр(оо)1);

Kr(t) - текущее значение коэффициента ширины петли гистерезиса;

Кго коэффициент начальной ширины петли гистерезиса

(Кго Кг(0) при Ку(0) 0 и Кр(0) 0; ДКу(т), ДКу (оо) - текущее и предельное изменения коэффициента начальной ширины петли гистерезиса КГо в процессе циклического упрочнения;

AKp(t), AKp(t)(oo)- текущее и предельное изменения коэффициента начальной ширины петли гистерезиса КГо в процессе циклического разупрочнения;

KJJ - коэффициенты передачи операционных блоков i по их соответствующим входам j, характеризующие форму воспроизводимой петли гистерезиса моделируемой диаграммы циклического деформирования.

При К21 0 воспроизводимые диаграммы соответствуют режиму мягкого нагруже- ния. Когда K22P(t) « К21 е (t)« Каз е (t) - режиму практически жесткого нагружения. В других промежуточных случаях - режиму промежуточного нагружения.

Формула изобретения Устройство для моделирования диаг- раммы циклического деформирования, содержащее четыре сумматора, три инвертора, два блока умножения, блок выделения модуля, интегратор и первый ин- тегросумматор, выход которого подключен к первому входу первого блока умножения и входу первого инвертора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому Входу второго блока умножения, выход ин- тегратора является выходом устройства по сигналу относительной деформации и соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет учета зависимости ширины пет- ли гистерезиса диаграммы от числа Полуциклов нагружения, в него введены Пять блоков умножения, два интегросумма- Тора и источник постоянного напряжения,

0

5

0 5 0 5 0

выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход второго интегро- сумматора является выходом устройства по сигналу силы сопротивления деформированию и соединен с первым и вторым входами третьего блока умножения, с первым входом третьего сумматора и входом третьего инвертора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, первому входу четвертого блока умножения и первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения, выход которого подключен к первому входу пятого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго интегросумматора, выход второго сумматора подключен к второму входу второго интегросумматора, к входу интегратора, к первому входу шестого блока умножения к входу блока выделения модуля, выход которого соединен с вторым входом пятого блока умножения, выход третьего блок умножения подключен к второму входу четвертого блока умножения, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, третий вход которого подключен к выходу интегратора, выход второго инвертора соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу шестого блока умножения, с первым входом первого интегросумматора, первым входом третьего интегросумматора и первым входом седьмого блока умножения, выход которого подключен к второму входу третьего интегросумматора, выход которого соединен с вторым входом седьмого блока умножения и третьим входом первого сумматора, выход первого блока умножения подключен к второму входу первого интегросумматора, третий вход второго сумматора является входом устройства по сигналу параметра нагружения.

СЛАУ

Ь.. % , гЙ g

peute,HMe

-т.-

, 7

ty - X,- - X

с

Изобретение относится аналоговой вычислительной технике и предназначено для применения при моделировании механических систем с учетом диссипации энергии на внутреннее гистерезисное трение в циклически стабильных, стабилизирующихся и нестабилизирующихся, изотропных и анизотропных, упрочняющихся и разупрочняю- щихся, упрочняющихся с переходом в разупрочняющиеся и разупрочняющихся с переходом в упрочняющиеся конструкционных материалах в режимах мягкого, жесткого и промежуточного нагружения, особенно при оценках малоцикловой несущей способности конструкций. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет учета зависимости ширины петли гистерезиса диаграммы от числа полуциклов нагружения. Устройство содержит четыре сумматора, три инвертора, семь блоков умножения, блок выделения модуля, интегратор, три интегросумматора и источник постоянного напряжения. 1 ил.