1
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования колебаний стенки, потопленной в жидкости или имеющей контакт с ней (задача гидроупругости). Указанная проблема возникает при проектировании узлов гидросооружений, резервуаров для хранения нефти и других жидкостей.
Известно устройствф, моделирующее колебания балок в пустоте, основанное на второй системе аналогий, содержащее последовательно включенные дроссели, которые через трансформаторы с последовательно включенными вторичными обмотками подключены к соответствующим конденсаторам, подключенным через генераторы тока к выходам интеграторов, группу диодных элементов нечувствительности по числу ложных опор, которые включены в цепи между входами соответствующих интегрирующих усилителей и точками ;соединения конденсаторов со вторичными обмотками трансформаторов и генераторами токов 1.
Однако устройство не предназначено и не может быть использовано для колебаний балок в жидкости.
Наиболее близким по технической сущности являетсяустройство для моделирования колебаний балок в пустоте, содержащее ряд последовательно соединенных катушек индуктивно10сти, которые через трансформаторы с последовательно включенными вторичными обмотками подключены к конденсаторам 2.
Однако известное устройство не
15 пригодно для моделирования колебаний в жидкости, так как оно не содержит функциональной части, моделирующей колебания жидкости.
Цель изобретения - расширение
20 функциональных возможностей за счет моделирования колебаний балок в жидкости.
Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее L-сет 3. /ty и группу катушек индуктивностей, первые выводы которых через первичные обмотки связующих трансформаторов подключены к общей шине, а выводы последовательно включенных вто ричных обмоток связующих трансформа торов подключены к одним выводам конденсаторов, другие выводы которы подключены к общей шине, дополнител но введены вторая группа из п связу ющих трансформаторов, причем гранич ные узлы L-сетки через последовател но соединен1 1е соответствующие катушки индуктивности и первичные обмотки связующих трансформаторов вто рой группы присоединены к общей шине, а вторичная обмотка i-ro связующего трансформатора второй группы одним выводом подключена,к первому выводу (I -1)-и катушки индуктивно ВЫВОДУ i-и катушки индуктивности, где 1 -i п. . На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства; на фиг.2часть балки и области течения. Схема состоит из L-сетки 1 , второй группы связующих трансформаторов 2 и модели балки 3, включающей первую группу связующих трансформаторов k, конденсаторы 5 и катушки 6| индуктивности. , На фиг. 2 показана часть балки 7 и области течения 8 с линиями дискретизации. Устройство работает следующим об .разом. Вибрирующая стенка и жидкость по направлениям, перпендикулярным плоскости чертежа((фиг. 1), простирается неограничено далеко. В этом случае колебания стенки в плос кости чертежа совпадают с колебанид балки и этими колебаниями вызванное течение жидкости является плоскими совпадающим с плоскостью чертежа. Таким образом, задачу гидроупругости можно формулировать для параллельного плоскости чертежа слоя системы стенка - жидкость толщиной в. Гармонические колебания этого слоя описываются системой дифференциальных уравнений в частных производных, состоящей из бигармонического уравнения колебаний .балки и уравнения Лапласса колебани жидкой среды. , (1) . 0 модуль упругости; момент инерции балки шириной , погонная масса балки; прогиб балки; гидродинамическое давление;координаты; время. нное в параметрическом виние (1) принимает следую.т.р 0,(5) ие . х did dtaz . 0,0; угол поворота элемента балки;поперечная сила; проекции скорости частиц жидкости. в в уравнениях (3)(8) все ые по пространственным кооронечно-разностными выражег. 1), получаем п+ 1 иг .Г(«„,|-«„4) H-T-i) 4) ,(И) ндгт H-nH,rPn-...j) { a;;at гдед .-,-Zo-luar дискретизации б ки (фиг. 1); h., - шаг дискретизации о ласти жидкости; Ь -толщина слоя област течения j РПРП -сила давления жидко сти на элементарную площадь балки b-h. Как видно (фиг. 2) связь между электрическими зарядами, протекающ ми по обмоткам трансформаторов 2 (1,4,) считая их идеальными, следую щая - q. а„,1 (. уравнения для контуров А и В, проинтегрированные по времени, ) i%.-Vl|.b) ( .- . i V( уравнение для узла, п,.- в пapaмetpическом виде ,H%..)U . , ,) ,dt где q - электрический заряд; V - напряжения в узлах; с - емкость; Lg, индуктивность; плотность тока; коэффициент трансформаци трансформаторов 2 (Т ); коэффициент трансформаци трансформаторов (Т). Как видно, уравнения (9)-(1) и (15)-(20) тождёствены, если с , , а-,1 , , . Схема устройства возбуждается колебаниями звуковой частоты, причем постепенно меняя эту частоту схема вводится в резонанс. Величина резонанснШ частоты может быть определена с помощью подключаемого к схеме частотомера, а форма колебаний - измерением токов, протекающих через каждую катушку индуктивности (фиг.2) Использование предлагаемого устройства существенно расширяет возможности решения задач гидроупругости в смысле усложнения граничных и краевых условий по уравнению с теми возможностями , которыми обладает путь программно-цифрового моделирования и значительно увеличивается точность получаемых результатов решения по сравнению с результатами, полученными путем механического моделирования. Формула изобретения Устройство для моделирования изгибных колебаний балок, содержащее L-сетку и группу катушек индуктивности, первые выводы которых через первичные обмотки связующих трансформаторо в подключены к общей шине, а выводы последовательно включенных вторичнь1х обмоток связующих трансформаторов подключены к одним выводам конденсаторов, другие выводы которых подключены к общей шине, от-, ли чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования колебаний балок в жидкости, в устройство введена вторая группа из п связующих трансформаторов, причем граничные узлы L-сетки через последовательно соединенные соответствующие катушки индуктивности и первичные обмотки связующих трансформаторов второй группы присоединены к общей шине, а вторичная обмотка i-ro связующего трансформатора второй группы одним выводом подключена к первому выводу (-1)-й катушки индуктивности, а другим выводом - к второму выводу i-й катушки , индуктивности, где 1 i п. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР (Р tyiSaS, кл. G Об G 7/68, }Э7. 2.Владиславлев А.П., Мессерман А.С. Электрическое моделирование динамики систем с распределенными параметрами. М., 1978, с. T+S-ISO (прототип).
n+1j
h
rt,J
т
/7
V
Ът1
fJJ-f
In
s s
ч V
Z/r-/
ч s Ч
ч ч
ч V
