Устройство для моделированияМЕХАНичЕСКиХ НАгРузОК Советский патент 1981 года по МПК G06G7/68 

(,54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК запоминание избыточной информации обусловленной наличием в исследуемом сигнале локальных экстремумов,т. таких как экстремумов, разность,значений между которыми не превышает заданной величины). Цель изобретения - повьшение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования механических нагрузок, содержащее блок определения знака производной, выход которого подключен к первым входам блока памяти, переключателя и счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение и с группами входов первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены к соответствующим входам счетной матрицы, выход блока памяти соединен с первым входом вычитателя и со вторым входом пер ключателя, выход которого подключен к первому входу нуль-органа, выход которого соединен с первым входом ключ вого элемента, выход которого подклю чен ко второму входу счетчика импульсов, второй вход блока памяти со динен со вторым входом вычитателя, входом блока определения знака произ водной и со входом устройства, выход вычитателя подключен к третьему входу переключателя, выход преобразователя код - напряжение соединен с вторым входом нуль-органа, выход ген ратора подключен ко второму входу кл чевого элемента, введены блок сравне ния кодов и элементы И, выходы которых подключены к входам соответствую щих дешифраторов , выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами блока сравнения кодов, выход которого подключен к первым вх дам элементов И, вторые входы которы соединены с выходом блока определения. знака производной. На чертеже представлена структурная схема устройства для моделирования механических нагрузок. Устройство состоит из блока 1 оп дёления знака производной, блока 2 памяти переключателя 3, счетчика 4 импульсов, элементов И 5 и 6. Выходы счётчика 4 импульсов подключены ко входам преобразователя 7 код-напряжение, ко входам блока 8 сравнения кодов и ко входам дешифраторов 9 и 10, выходы которых подключены к 4 ходам счетной матрицы 11. Выход реобразователя 7 код-напряжение одключен к входу нуль-органа 12, ыход которого через первый вход лючевого элемента 13 подключен ко ходу счетчика 4 импульсов, а к перому входу ключевого элемента I3 подлючен выход генератора 14 импульсов. ыход блока 2 памяти подключен к перому входу вычитателя 15 и при устаовке переключателя 3 в положение 16 - ко второму входу нуль-органа 2. Вход устройства подключен ко вхоам блока I определения знака произодной блока 2 памяти и вычитателя 15, выход которого при установке ереключателя 3 -в положение 17 подключен ко второму входу нуль-органа 12, а выходы элементов И 5 и 6 подключены, соответственно, к управляющим входам дешифраторов 9 и 10. Устройство работает следующим образом. При достюгсении входным напряжением Ux максимального или минимального значений изменяется знак производной напряжения и срабатывает блок I определения знака производной, на выходе которого появляется, соответственно, положительный или отрицательный импульс. Если, например, напряжение Uy достигло своего минимального значенияj передний фронт отрицательного импульса с выхода блока 1 определения знака производной поступает на второй вход элемента И 6 и при наличии на первом входе элемента И 6 разрешающего импульса с выхода блока 8 сравнения кодов осуществляет перепись ранее измеренного кодового значения перепада из счетчика 4 импульсов в дешифратор 10. Задний фронт этого же импульса устанавливает в нуль счетчик 4 импульсов, устанавливает переключатель 3 в положение 16 и разряжает блок 2 памяти(в простейшем случае в качестве блока памяти может быть использован пиковой детектор После этого блок 2 памяти начинает запоминать увеличивающееся входное напряжение Uv, которое сравнивается нуль-органом 12 с выходным напряжением преобразователя 7 код - напряжение. Если значение напряжения на выходе блока 2 памяти больше значения выходного напряжения преобразователя 7 код - напряжение, нуль-орган 12 вьадает разрешение на первый вход ключевого элемента 13 и импульсы с выхода генератора 14 импульсов поступают через второй вход ключевого элемента 13 на вход счетчика 4 импульсов увеличивая записанное в нем число.Это приводит к увеличению выходного напря жения преобразователя 7 код-напряжени и процесс уравновешивания продолжается до достижения равенства значений напряжения с выхода блока 2 памяти и выходного напряжения преобразователя 7 код - напряжение. При достижении входным напряжением Uy значения максимума -передний фронт положительного импульса с выхода блока 1 определения знака производной поступает на второй вход элеме та И 5 и при наличии на первом входе элемента И 5 разрешающего импульса с выхода блока 8 сравнения кодов осуществляет перепись измеренного кодового значения максимума из счетчика 4 импульсов в дешифратор 9, Задний фронт положительного импульса устанав ливает в нуль счетчик 4 импульсов и переключатель 3 - в положение I7. Уменьшающееся входное напряжение 0 при этом поступает на второй вход вычита теля 15, на первьш вход которого поступает напряжениеU yy, с выхода блока 2 памяти. С выхода вычитателя 15 разность напряжений поступает на вход нуль-органа 12, которы сравнивает названную разность напря жений с выходным напряжением УПИК пре образователя 7 код-напряжение. В процессе работы при нарушении равенства ПКк Х.. нуль-орган 12 вьщает разрешение на первый вход ключевого элемента 13 и импульсы с выхода генератора 14 импульсов через второй вход ключевого элемента 13 поступают на вход счетчика 4 импульсов, увеличивая записанное в нем число. Увеличение числа в счетчике 4 импульсов приводит в свою очередь к увеличению выходного напряжения преобразователя код напряжение и процесс уравновешивания продолжается до достижения равенства ,Unn -lJ5 wan- Jx При достижении входным напряжением значения послед-ующего минимума сноза срабатывает блок 1 определения знака производной и передний фронт отри- 55

цательного мпульса поступает на второй вход элемента И 6 и при наличии на первом входе элемента И 6 разрешающего импульса с выхода схемы 8 срав8

ких нагрузок соответствует своя накопительная ячейка. Таким образом, в процессе работы устройства в каждой накопительной ячейке счетной мат6нения кодов осуществляет перепись кодового значения очередного перепада из счетчика 4 импульсов в дешифратор 10. Задний фронт отрицательного импульса снова-устанавливает в нуль счетчик 4 импульсов, переключатель 3 - в положение 16, разряжает блок 2 памяти и в дальнейшем описанная работа устройства повторяется. Исключение запоминания избыточной информации, обусловленной наличием в исследуемом сигнале локальных экстремумов(т.е. таких экстремумов, разность значений между которыми не преBbmiaeT заданной величины - конкретной для каждой иследуемой конструкции) осуществляется следующим образом. Перед началом работы устройства в блоке 8 сравнения кодов устанавливают кодовое значение, равное кодовому значению тех локальных максимумов, которые вместе с соотвествующими перепадами необходимо исключить из рассмотрения, поскольку они не оказывают влияния на усталостную прочность конструкции, находящейся под действием моделируемой механической .нагрузки. Б процессе работы устройства при равенстве значений кода измеряемого максимума со значением кода, установленного в блоке 8 сравнения кодов,на ее выходе появляется разрешающий сигнал который поступает на первые входы элементов И 5 - тим обеспечивается перепись измеренных кодовых значе ий максимума и соответствующего ему перепада в дешифраторы ;9 и 10. Если же значение кода максимума оказывается меньше значения кода, установленного в блоке 8 сравнения кодов, разрешающий сигнал на ееВыходе отсутствует переписи измеренных кодовых значений максимума и перепада не происходит и такое сочетание значений максимума и перепада не учитывается при моделировании. При изменении входного, напряжения от минимума до максимума дешифраторы 9 и 10 определяют накопительную ячейку в счетной матрице 11, куда в соответствии с измеренными значениями максимума и перепада записывается единица. В счетной матрице 11 каждому возможному сочетатпо значений максимумов и перепадов амплитуд механичесрицы 1 1 образуются повторений данных сочетаний значений максимумов и перепадов, которые являются ординатами двумерного дискретного закона распределения и представляют собой результат моделирования механических нагрузок по методу максимумов и перепадов. Из полученного таким .образом двумерного дискретного закона распределения максимумов и перепадов амплитуд механических нагрузок можно получить информацию о прочностных характеристиках материалов конструкций, находящихся под действием таких механических нагрузок.

Использование блока сравнения кодов и двух элементов И выгодно отличает предлагаемое устройство для моделирования механических нагрузок от известных устройств, так оно позволяет уменьшить объем запоминаемой информации путем исключения запоминания избыточной .информации, и значительно снизить аппаратурную сложность устройства..

Формула изобретения Устройство для моделирования ме- 30 ханических нагрузок, содержащее блок определения знака производной, выход которого подключен к первым входам блока памяти, переключателя исчетчика импульсов, выходы которого сое- 35 дйнены с входами преобразователя коднапряжение и с группами входов первого

и второго дешифраторов, выходы которых подключены к соответствующим входам счетной матрицы, выход блока памяти соединен с первым входом вычитателя

и со вторым входом переключателя, выход которого соединен с первым входом ключевого элемента, выход которого подключен ко второму входу счетчика импульсов, второй вход блока памяти

соединен со вторым входом йЬщитателя, входом блока определения знака производной и со входом устройства, выход вычитателя подключен к третьему входу переключателя, выход прербразователя код - напряжение соединен со вторым входом нуль-органа, выход генератора подключен ко второму входу ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения. надежности работы, в него введены блок сравнения кодов и элементы И, выходы которых подключены к входам соответствующих дешифраторов выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами блока сравнения кодов, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых, соединены с выходом блока определения знака производной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 404102, кл. G 06 6 7/68, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 579637, кл. G 06 G 7/68, 1976 (прототип)- .