Устройство для моделирования изгибных колебаний балок в однородном магнитном поле Советский патент 1975 года по МПК G06G7/68 

1

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования изгибных колебаний балок, находящихся в однородном поле постоянного магнита.

В практике машиностроения, приборостроения встречаются конструкции, расчетная схема которых может быть представлена в виде балки, находящейся в однородном поле постоянного магнита.

Известно устройство для моделирования изгибных колебаний стержней, содержащее источники постоянных напряжений и последовательно включенные дроссели, которые через трансформаторы с последовательно включенными вторичными обмотками подключены к соответствующим точкам соединения конденсаторов с выходами генераторов тока и входами интеграторов.

Однако оно не позволяет моделировать изгибные колебания балок, находящихся в однородном поле постоянного магнита, так как не имеет электрического аналога силового воздействия на балку со стороны постоянного магнита.

Предложенное устройство отличается тем, что в схему известной конечно-разностной модели-аналога изгибных колебаний включены сумматоры, квадраторы и дополнительные дроссели по числу конденсаторов, точки соединения которых с выходами генераторов тока и входами интеграторов подключены через соответствующие дополнительные дроссели к щине нулевого потенциала, выходы сумматоров соединены со входами соответствующих генераторов тока, а входы - с соответструющими источниками постоянного напряжения и выходами соответствующих интеграторов.

Это позволяет моделировать изгибные колебанчя балок, находящихся в однородном поле постоянного магнита.

На чертеже представлена одна ячейка (модели) предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит источники постоянных напряжений 1, последовательно включенные дроссели 2, которые через трансформаторы 3 с последовательно включенными вторичными обмотками подключены

к соответствующим точкам соединения конденсаторов 4 с выходами генераторов тока 5 и входами интеграторов 6, сумматоры 7, квадраторы 8 и дополнительные дроссели 9 по числу конденсаторов, точки соединения которых с выходами генераторов тока и входами интеграторов подключены через соответствующие дополнительные дроссели к шине нулевого потенциала. Выходы сумматоров соединены со входами соответствующих генераторов тока, а входы - с соответствующими источниками постоянного напряжения и выходами квадраторов, входы которых присоединены к выходам соответствующих интеграторов. Па балку, находящуюся в однородном ноле постоянного магнита, действует сила притяжения, интенсивность которой определяется по формуле A/i+2- -f3 V(1) йМ ааЧ где k - коэффициент пропорциональности; а - расстояние между осью балки и магнитом. Сила притяжения магнита по отнощепию к б,г.лке является внещней силой, однако она зависит от прогиба балки у. На элемент физической конечно-разностной модели длиной Ад: действует сила Q + (2) Принимая во внимание вторую систему электромеханических аналогий, где аналогом силы является ток, а аналогом скорости прогиба у напряжение на конденсаторах, работу устройства можно объяснить следующим образом. Напряжение с конденсатора 4 г/г - аналог скорости прогиба балки, интегрируется по времени с помощью интегратора 6. На вход квадратора 8 подается напряжение, пропорциональное прогибу балки, k.,yi, а с выхода снимается напряжение . Напряжение и напряжение источника постоянного напряжения 1 подается на вход сумматора 7. На входе образуется напряжение ,kly1 , которое с помощью -генератора тока 5 преобразуется в ток: Ii k- k kskzyi- -k,, k,(3) Ток, текущий через дополнительный дроссель 9, равен / -г// Принимая во внимание, что токи, вытекаю.щие из узлов, приняты за положительные, доолнительно к уравнению Киргофа для узла добавляются слагаемые р р 1 5 4 АЗ 2 yi + У Iтображающие токи, являющиеся аналогом силы притяжения магнита. Складывая первые части, уравнений (3) и (4) и сравнивая с выражением (2) приходим к необходимости принять: If - К- Л/о /ь2 Параметры устройства определяются из соотнощений (5). Колебания в схеме устройства возбуждаются звуковым генератором, фиксируются с помощью вольтметров и осциллографов. Частоты и формы колебаний определяются резонансным методом. Предмет изобретения дстройство для моделирования изгибных колебаний балок в однородном магнитном поле, содержащее источники постоянных напряжений и последовательно включенные дроссели, которые через трансформаторы с последовательно включенными вторичными обмотками подключены к соответствующим точкам соединения конденсаторов с выходами генераторов тока и входами интеграторов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит сумматоры, квадраторы и дополнительные дроссели по числу конденсаторов, точки соединения которых с выходами генераторов тока и входами интеграторов подключены через соответствующие дополнительные дроссели к щине нулевого потенциала; выходы сумматоров соединены со входами соответствующих генераторов тока, а входы - с соответствующими источниками постоянного напряжения и выходами квадраторов, входы которых присоединены к выходам соответствующих интеграторов.