осадкой Y, на фиг. 3 - электрическая схема устройства.
Устройство содержит узлы /-5 резисторной сетки, резисторы 6-9, другие резисторы 10-12, дополнительные резисторы 13-}8, диоды .19-24, источник 25 опорного напряжения, первый сумматор 26, второй сумматор 27, третий сумматор 28, четвертый сумматор 29, пятый сумматор 30, инвертор 31 и источники 32-34 тока.
Балка имеет свободные концы, зависимость между реакцией упругого основания Р и осадкой Y является .нелинейной и характеризуется тремя участка:ми I, II, II (см. фиг. 2):
На участке I основание работает линейно, участок II определяет упрочнение материала основания, з часток III - реальные свойства основания. Грунт может работать только на сжатие, поэтому если сечения балки будут перемещаться вверх, то балка отрывается от основания. В такой сложной Постановке любое сечение балки имеет три варианта работы. Трем участкам ра-боты основания соответствуют три дифференциальных уравнения изгиба балки на упругом оснозании:
d4y , tga г dx Ё El
где г/ - перемещение сечения балжи; tg а, tgp- тангенсы углов как погонные
коэффициенты податливости; у, - перемещение, при котором происходит изменение характеристики основания (фиг. 2); EI - жесткость балки; q - нагрззка на балку. Выражения (1), записанные в .конечноразностной форме для узлов /-3 балки с учетом граничных условий на конце балки (для узлов 4, 5 уравнения по характеру будут такими , как для узла 5), моделируются с помощью устройства, изображенного на фнг. 3.
Устройство работает следующим образом.
После коммз тации элементов устройства, которая выполняется один раз при монтаже установки, набора резисторов для моделирования коэффициентов перемещений, выполняемого также один раз, производится установка величин источников тока для моделирования внещней нагрузки и параметров резисторов для моделирования характеристик основания.
После этого происходит мгновенное решение задачи: отработка напряжений в узлах 1-5, эквивалентных искомым перемещениям. При решении различных задач необходимо изменять только величины резисторов 13, 14 и источники 32-34 тока. Таким образом, выполнение устройства
в соответствии с изобретением позволяет решать сложную конструктивно нелинейную задачу строительной механики.
Формула изобретения
Устройство для моделирования балки на нелинейном упругом основании, содержащее резисторную сетку, к узлам которой подключены источники тока, а также сумдматоры и инвертор, отличающееся тем, что, с ц€лью расширения функциональных возможностей за счет моделирования реакции нелинейного упругого основания, в него Дополнительно введены по два
диода и по два дополнительных резистора на каждый узел резисторной сетки и источник опорного напряжения, причем каждый узел резисторной сетки через соответствующий резистор соединен с выходом соответствующего сумматора и через последовательно соединенные первый диод и дополнительные резисторы подключен к источнику опорного напряжения, соединенному с шиной нулевого потенциала, связанной через
второй диод с общим выводом дополнительных резисторов, выход инвертора подключен к первому входу первого сумматора, второй вход первого сумматора и пер.вые входы второго |И третьего сумматоров соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым узлами резнсторной сетки, вторые входы второго и третьего сумматоров соединены с выходами соответственно четвертого и пятого сумматоров, первые
входы которых соединены соответственно с первым |И вторым узлами резисторной сетки, а вторые входы четвертого и пятого сумматорОБ соединены соответственно с третьим и четвертым узлами резисторной
сетки, первый узел которой соединен с третьим входом третьего сумматора, а второй узел резисторной сетки подключен ко входу инвертора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Пухов Г. Е. и др. Электрическое моделирование задач строительной механики. Киев, изд-во АН УССР, 1963.
2. Керопян К. К. и др. Электрическое моделирогаание в строительной механике. М., Госстройиздат, 1963, с. 24.
