Устройство для моделирования нелинейноупругих и упруго-пластических элементов Советский патент 1979 года по МПК G06G3/10 

1

Изобретение относится к области механического моделирования строительных конструкций.

Известны механические устройства, воспроизводящие кусочно-линейные диаграммы типа нагрузка - перемещение, содержащие несколько упругих элементов, последовательно включающих в работу 1.

Однако при этом моделируется только процесс с возрастанием отнощения приращения нагрузки к приращению перемещения.

Известно устройство для моделирования нелинейно-упругих и упруго-пластических элементов, содержащее упругие элементы и средство для их нагружения. Известное устройство позволяет моделировать процесс как с возрастанием, так и с убыванием упомянутого отнощения 2.

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции.

Целью изобретеиия является упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что упругие элементы иоиарно соединены между собой односторонней иредварительно напряженной связью и расположены на независимых опорах, а связь между упругими элементами выполнена самофиксирующейся.

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма моделирования с номощью устройства нелинейно-упругих элементов; на фиг. 3 - то же, упруго-иластических элементов.

Устройство состоит из двух параллельно расположенных линейных упругих элементов 1, наирнмер балок, установленных на независимых опорах 2. При этом опоры 2 Зстановлены с возможностью перемещения для изменения пролета балок и тем самым их жесткости. Упругие элементы соединены односторонней (работающей только на растяжение) предварительно нанряженной связью 3. При моделировании разгрузки упруго-иластических элементов связь 3 выполняется самофпксирующейся. По обе стороны связи 3 расиоложеиы стержни 4, которые закреплены на нижнем элементе и установлены с регулнруемым зазором б относительно верхнего элемента.

В качестве упругих элементов могут быть также иснользованы консольные стержни, мембраны, винтовые пружины н другие упругие элементы, расположенные на независимых опорах. Средство для нагружения на чертеже не иоказано.

Устройство работает следуюи1им образом.

Если к устройству приложить возрастающее во времени усилие, то жесткость системы равна сумме жесткостей элементов 1, что соответствует участку 1-2 фиг. 2.

С ростом нагрузки усилие в связи 3 (см. фиг. 1) достигает нуля, соединение между элементами прерывается, так как связь односторонняя, жесткость системы ставится равной жесткости верхнего элемента, что соответствует участку б-в на фиг. 2.

По мере дальнейшего роста нагрузки будет выбран зазор б и вновь начнется совместная работа обоих элементов, что соответствует участку в-г на фиг. 2.

В случае выполнения связи 3 самофиксирующейся устройство позволяет моделировать упруго-пластические элементы с диаграммой, представленной на фиг. 3.

Самофиксирующаяся связь может быть выполнена любым из известных способов.

Количество участков на диаграммах можно увеличить подключением дополнительных упругих элементов.

Апроксимация заданной зависимости усилие - перемещение может быть не только кусочно-линейной, но также кусочногладкой. Криволинейная аироксимация достигается заменой части линейно деформируемых элементов упругими элементами с нелинейной характеристикой.

Предлагаемое устройство просто в изготовлении и позволяет механически моделировать нелинейно-упругие и упруго-пластические строительные элементы.

Формула изобретения

1.Устройство для моделирования нелинейно-упругих и упруго-пластических эле.мептов, содержащее упругие элементы и средство для их нагружения, отличаюuteecH тем, что, с целью упрощения конструкции при моделировании процесса, характеризующегося уменьщением отнощения нагрузка - перемещение при заданных перемещении или нагрузке, упругие элементы попарно соединены между собой односторонней предварительно напряженной связью и расположены на независимых опорах.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при моделировании процесса разгрузки, связь между упругими элементами выполнена самофиксирующейся.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Андреева Л. Е. Упругие элементы приборов. М., «Машгиз, 1962, с. 47.

2.Авторское свидетельство СССР № 216970, кл. G 06 G 3/10, 1967.

т

Л 2.

(Риг.1