Устройство для моделирования усилий в транспортных сооружениях

Союз Советаниз

331408

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссеиэлистичесиив

Республив

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 08.V l.1970 (¹ 1446247/18-24) M.Êë. Ст 06g 7/68 с присоединением заявки ¹â€”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 07.lll.1972. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 13.IV.1972

УДК 681.333 (088 .8) Авторы изобретения

Л. А. Верещагин и А. M. Дергунов

Институт автоматики

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УСИЛИЙ

В ТРАНСПОРТНЪ|Х СООРУЖЕНИЯХ

Изобрегение относится к моделям для исследования и определения усилий в транспортных сооружениях, например в мостах, и может быть применено для моделирования силового режима различных конструкционных и транспортных сооружений при воздействии на них движущейся неравномерно распределенной нагрузкии.

Известные способы и устройства для моделирования усилий в транспортных сооружениях основаны на построении механических моделей сооружений и определении усилий в элементах модели при помощи измерителей усилия, например тензодатчиков.

Цель изобретения — обеспечение автоматического моделирования силового режима сооружения при действии движущейся неравномерно распределенной нагрузки и определение обобщенного показателя, отражающего силовой режим сооружения.

Это достигается тем, что измеритель усилия встроен в конструкцию, воспринимающую текущее значение движущейся нагрузки до ее входа на контролируемый участок сооружения, и через аналого-цифровой преобразователь связан с последовательной цепью запоминающих ячеек, управляемых датчиком перемещения движущейся нагрузки и соединенных с ключами, которые коммутируют электрическую цепь формирования выходного сигнала, образованную калиброванными резисторами. подсоединенными к выходу модели н источнику питания. При этом цепь формирования выходного сигнала выполнена в виде параллельно соединенных через ключи весовых резисторов, подключенных через резистор суммирования к источнику стабилизированного напряжения, а источник стабилизированного напряжения — в виде компенсационного стабилизатора, 10 цепь обратной связи которого подключена к параллельно соединенным через ключи весовым резисторам. Весовые резисторы выполнены изменяющимися в зависимости от номера запоминающей ячейки в соответствии с видом

15 эпюры распределения напряжения вдоль сооружения.

На чертеже показана схема модели.

Измеритель 1 усилия, создаваемого движущейся нагрузкой 2, например железнодорожным составом, на единицу длины транспортной линии, и датчик 3 перемещения нагрузки установлены перед входом 4 последней на транспортное сооружение 5, например мост. Выход измерителя 1 усилия через аналого-цифровой

25 преобразователь б соединен с последовательной цепью блока 7 запоминающих ячеек 8, например с последовательным регистром. Выход датчика 3 перемещения нагрузки, выполненного частотным, присоединен к цепи 9 продвига30 ющих импульсов запоминающих ячеек 8.

331408

Выходы каждой из ячеек 8 соединены с нормально замкнутыми бесконтактными ключами 10, включенными последовательно с калиброванными резисторами 11. Цепь 12 формирования выходного сигнала модели, состоящая из параллельно соединенных калиброванных резисторов 11 и суммирующего резистора И, подключена к выходу компенсационного стабилизатора 14 напряжения, соединенного с источником 15 питания. Резисторы 11 подключаются к цепи 12 формирования выходного сигнала через нормально замкнутые бескоптактные ключи 10, цепи управления которых соединены с выходом каждой из запоминающих ячеек 8. Стабилизатор 14 напряжения включает в себя регулирующий триод 1б, усилитель 17, источник 18 опорного напряжения, выполненный, например, на полупроводниковых стабилитронах с токозадающим резистором 19, при этом цепь обратной связи стабилизатора 14 подсоединена к параллельно подключенным резисторам 11.

Электрический выходной сигнал модели (клеммы 20 — 21) снимается с резистора 13. ствующее положение ключей 10 (при записи импульса в ячейке 8 соответствующий ей ключ 10 находится в замкнутом поло>кении, подключая резистор 11 к цепи обратной связи

10 стабилизатора 14) .г

При этом стабилизатор 14 напряжения путем сравнения на входе усилителя 17 напряжений источника 18 опорного напряжения и обратной связи и последующего воздействия на

15 регулирующий триод 16 автоматически изменяет свое выходное напряжение до такой величины, которая обеспечивает постоянное напряжение цепи обратной связи независимо от числа подключенных к ней резисторов 11 и вели20 чины их сопротивлений. Отсюда следует, что ток, протекающий через суммирующий резистор 18, включенный последовательно с параллельно включенными резисторами 11, и пропорциональный величине выходного сигнала

2. модели, определяется числом включенных резисторов 11 и величиной их сопротивления.

При известной зависимости величины изгибающего момента, возникающего, например, относительно опоры моста, благодаря дейст00 вию единицы веса нагрузки, от места при.|ожения указанной единичной нагрузки и при выполнении величин резисторов 11 в зависимости от номера запоминающей ячейки 8 величи0а выходного сигнала модели (клеммы 20—

35 21) пропорциональна величине суммарного изгибающего момента, возникающего относительно опоры сооружения под действием нагрузки при ее прохождении по сооружению.

Аналогичным образом могут быть определе40 ны напряжения в различных участках конструкции сооружения.

Таким образом, предложенная модель формирует (с упреждением) в электрической форме обобщенный показатель, характеризующий

45 силовой режим транспортного сооружения, который возникает при воздействии па него движущейся неравномерно распределенной на.грузки. Обобщенный показатель может быть использован для заблаговременной защиты со50 оружения от недопустимых превышений оптимального силового режима конструкций сооружения.

Устройство работает следующим образом.

При движении нагрузки 2 текугцсе (мгновенное) значение погонной нагрузки при помощи измерителя 1 усилия, вызываемого весом нагрузки, и а 1алого-цифрового преобразователя б представляется в форме частотно-модулированного импульсного сигнала.

При поступлении на вход блока 7 указанной последовательности импульсов, частота кото.рых отражает текущее значение погонной нагрузки в месте установки измерителя 1 усилия, каждый импульс записывается в первой запоминающей ячейке 8 и последовательно переносится в последующие запоминающие ячейки со скоростью продвигающих импульсов, поступающих по цепи 9 от частопюго,датчика 8 перемещения нагрузки.

Tat HM ооРазом, cKQPocTb HPQQBH>K| 0HM пульсов в блоке 7 пропорциональна скорости, с которой будет перемещаться нагрузка в процессе ее последующего движения по транспортному сооружению, например >келезнодорожному мосту, а плотность последовательности записанных в запоминающих ячейках 8 блока 7 импульсов характеризует последующее распределение интенсивности нагрузки »а рассматриваемой длине моста в каждь и данный момент времени. Следовательно, блок 7 в предлагаемом устройстве с упреждением во времени моделирует последующий процесс прохождения нагрузки через транспортнос сооружение, причем каждая. запоминающая ячейка 8 во всей последовательной цепи их имитирует элементарный участок длины сооружения, а каждый импульс, записанный в ячейке, соответстзует единице веса нагрузки, приложенной к соответствующему элементарному участку длины сооружения.

Для формирования электрического выходного сигнала модели, который характеризует силовои режим сооружения и может возникнуть гри воздействии на сооружение движущейся нагрузки, электрическое состояние запоминающих ячеек 8 блока 7 преобразуется в соответПpелыcт пзооретення

Устройство для моделирования усилий в транспортных сооружениях, содержащее измеритель усилия и датчик перемещения, соединенные с движущейся нагрузкой, и источник питания, отлача ощееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит аналого-цифровой преобразователь и последовательно, соединенный с ним блок запоминающих ячеек. цепочку продвигающих импульсов, причем к входу анало331408

16-"- — — 1

Г .1

Составитель E. Тимохина

Техред Л. Евдонов

Ко;нъ. rop Е. Зимн,ча

:Редактор И. Грузова

Заказ 1458 Изд ¹ 303 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делатн изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, jK-35, 1 аушская наб., д. 4/5

Областная -типография Костромского управления по печати а.о-цифрового преобразователя подключен из,меритель усилия, а к входу блока запоминаю,щих ячеек подключен датчик перемещения через цепочку продвигающих импульсов, параллельно соединенные цепочки из последовательно связанных калиброванного резистора и бесконтактного ключа, соединенного с соответствующей запоминающей ячейкой, и компенсационный стабилизатор напряжения, к выходу усилителя когорого подключена общая точка всех калиброванных резисторов, а общая точка всех бесконтактных ключей подключена к источнику опорного напряжения компенсационного стабилизатора и к источнику питания, соединенному также с регулируемым триодом компенсационного стабилизатора напряжения.