Pierwszenstwo: Opublikowano: 3.X.1966 (P 116 707) 31.1.1970 57950 KI. 42 m*, 7/28 MKP G06g , GZY^IN5a UKpUr^y ? Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Janusz Halawa, mgr inz. Ewald Macha Wlasciciel patentu: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Uklad polaczen analogowego urzadzenia elektronicznego do prze¬ liczania wyników tensometrycznych pomiarów mechanicznych odksztalcen statycznych i dynamicznych Przedmiotem wynalazku jest uklad polaczen ana¬ logowego urzadzenia elektronicznego do przelicza¬ nia wyników tensometrycznych pomiarów mecha¬ nicznych odksztalcen statycznych i dynamicznych dwuosiowego (plaskiego) stanu odksztalcenia, otrzy¬ manych z trzykierunkowych rozet prostokatnych.Dwuosiowy stan odksztalcenia opisuje sie przez podanie wartosci odksztalcen glównych ei i e2 kata transformacji (po i odksztalcenia redukowanego 6red. Znajomosc tych wielkosci jest wykorzystywa¬ na do okreslenia pracy konstrukcji mechanicznej pod wzgledem wytrzymalosciowym. Wielkosci ei, e2 e„ i stalych materialowych.Analogowe urzadzenie elektroniczne wedlug pa¬ tentu nr 57270 pozwala na obliczanie napiecia Ui proporcjonalnego do odksztalcenia maksymalnego ei, napiecia U2 proporcjonalnego do odksztalcenia minimalnego e2, napiecia U3 proporcjonalnego do tangensa podwojonego kata transformacji tg 2q0 i U4 proporcjonalnego do odksztalcenia redukowa¬ nego ered. Stanowi ono optymalne polaczenie czte¬ rech wzajemnie powiazanych torów przeliczania, na które skladaja sie znane analogowe wzmacnia¬ cze operacyjne realizujace dodawanie, mnozenie, podnoszenie do kwadratu, pierwiastkowanie i od¬ wracanie fazy sygnalu. Wada tego urzadzenia jest niemozliwosc wyliczania takich wielkosci jak ma¬ ksymalne odksztalcenie postaciowe y, maksymalne naprezenie glówne gx i minimalne naprezenie 10 25 30 glówne a2. Dalsza wada jest niejednoznaczne wy¬ znaczenie, w której cwiartce ukladu wspólrzed¬ nych znajduje sie kat znaczenia z funkcji tg 2 Celem wynalazku jest uklad polaczen analogo¬ wego urzadzenia elektronicznego do przeliczania wyników tensometrycznych pomiarów mechanicz¬ nych odksztalcen statycznych i dynamicznych umozliwiajacy dodatkowe przeprowadzenie z ma¬ lymi bledami obliczen wielkosci maksymalnego odksztalcenia postaciowego y, maksymalnego na¬ prezenia glównego al9 minimalnego naprezenia glównego a2 i kata transformacji cp0 w czasie trwa¬ nia pomiarów odksztalcen bezposrednio przy kon¬ strukcji mechanicznej, zas zadaniem wynalazku jest stworzenie elektronicznego ukladu polaczen dla osiagniecia tego celu.Cel ten zostal osiagniety w ten sposób, ze do ukladu polaczen analogowego urzadzenia elektro¬ nicznego do przeliczania wyników tensometrycz¬ nych pomiarów mechanicznych odksztalcen statycz¬ nych i dynamicznych wedlug patentu nr 57270 zbudowanego ze znanych analogowych wzmacnia¬ czy operacyjnych realizujacych dodawanie, mno¬ zenie, dzielenie, podnoszenie do kwadratu, pier¬ wiastkowanie oraz odwracanie fazy sygnalu do¬ dano obwody wyliczania napiec proporcjonalnych do maksymalnego odksztalcenia postaciowego, ma¬ ksymalnego naprezenia glównego, minimalnego na¬ prezenia glównego i kata transformacji, zmonto- 5795057950 3 wane ze znanych wzmacniaczy operacyjnych reali¬ zujacych dodawanie, odwracanie fazy sygnalu, wy¬ liczanie funkcji trygonometrycznej arc sin, a po¬ nadto z komparatorów i przekaznika.Zasadnicze korzysci techniczne wynikajace ze stosowania ukladu polaczen analogowego urzadze¬ nia elektronicznego wedlug wynalazku, to mozli¬ wosc otrzymywania wyników obliczen wielkosci Y <*u a2, umozliwienie dokonywania przeliczen bezposrednio przy konstrukcji w terenie.Wynalazek jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia blokowy schemat polaczen analogowego urzadzenia elektronicznego, a fig. 2 zestawienie dodatkowych bloków liczacych wchodzacych w sklad urzadzenia wraz ze wskazaniem operacji ma¬ tematycznych przez nie wykonywanych.Dla trzykierunkowej prostokatnej rozety tenso- metrycznej sluszne sa równiez nastepujace wzory: »1 I 1 u2 T: 1 —p. 2 E l/(2*0- 1 + K- E e+ 1 — h- 2 E V(2*o- 1-+K- = |/(2s0-e+?- e+f l-9 e+9" — £_ I" —-,)' + (' 2 —-,)' + ('- 2 —t -f E+f) -+,)!| "+,)*1 *i 5+? *°-A" slV(2-.-+,--,r+c-,-+,)' dla sgn (2e0— e+9 — *_T) = 1 ?o = —£ 10 15 20 25 30 35 40 napiec U5, Ue, U7, U8 proporcjonalnych odpowiednio do maksymalnego odksztalcenia postaciowego y maksymalnego naprezenia glównego alt minimal¬ nego naprezenia glównego a2 i kata transformacji tp0. W ukladzie tym pierwsze wejscie sumatora 25 napiecia U7 polaczone jest z wyjsciem o ujemnym napieciu dwuwyjsciowego bloku 12 pierwiastkuja¬ cego, drugie wejscie sumatora 25 napiecia U7 po¬ laczone jest z wyjsciem sumatora 15 napiec (-U_?) i (—U_|_(p)J pierwsze wejscie sumatora 26 napiecia U6 polaczone jest z wyjsciem o dodatnim napieciu dwuwyjsciowego bloku 12 pierwiastkuja¬ cego, drugie wejscie sumatora 26 napiecia U6, po¬ laczone jest z wyjsciem sumatora 15 napiec kata transformacji (—U_T) i (—U_j_l)) przy czym prze¬ rwane jest polaczenie wyjscia trzywejsciowego su¬ matora 9 z wejsciem mianownika bloku 11 dzie¬ lenia, natomiast wyjscie trzywejsciowego sumatora 9 polaczone jest z wejsciem komparatora 23, a do wyjscia komparatora 23 podlaczony jest przekaznik 24, wyjscie bloku 11 dzielenia polaczone jest z wej¬ sciem bloku 19 arc sin, wyjscie bloku 19 arc sin polaczone jest z wejsciem inwertera 20, wyjscie inwertera 20 polaczone jest z wejsciem kompara¬ tora 21 polowy jednostki maszynowej, pierwsze wejscie sumatora 22 napiecia U8, polaczone jest poprzez pierwszy zestyk przekaznika 24 z wyjsciem inwertera 20 lub po zmianie stanu przekaznika 24 z wyjsciem bloku 19 arc sin, drugie wejscie suma¬ tora 22 napiecia U8 polaczone jest poprzez drugi zestyk przekaznika 24 z wyjsciem komparatora 21 polowy jednostki maszynowej, lub po zmianie sta¬ nu przekaznika 24 zestyk drugi rozwiera polaczenia drugiego wejscia sumatora 22 napiecia U8 z wyj¬ sciem komparatora 21 polowy jednostki maszyno¬ wej i nie wlacza zadnego obwodu, przy czym na wyjsciu sumatora 25 napiecia U7 uzyskuje sie na¬ piecie U7, na wyjsciu sumatora 26 napiecia U6 uzy¬ skuje sie napiecia U6, na wyjsciu dwuwyjsciowego bloku 12 pierwiastkujacego uzyskuje sie napiecie U5, a na wyjsciu sumatora 22 napiecia V8 uzy¬ skuje sie napiecia U8.Komparator 23 wykonuje operacje matematyczna Arc sin" £- dla sgn (2e0- e+?- *_9) =- 1 i cp0 0 45 Uz = -uB dla dla Ux 0 Ux<0 9o o E+? Arc sin / — j ¦• i L j/(2s0-^-e_f)2 + (£_?-£+T)» J dla sgn (2e0- e+f — b_9) = — 1 i przy czym kat cp0 przyjmuje wartosci z przedzialu I — — , + — I , oraz gdzie ox — maksymalne na¬ prezenie glówne, a2 — minimalne naprezenie glów¬ ne, y — maksymalne odksztalcenie postaciowe, M- — wspólczynnik Poissona, E — modul Younga.Uklad polaczen analogowego urzadzenia elektro¬ nicznego wedlug wynalaizku jest zbudowany w ten sposób, ze posiada dodatkowe obwody wyliczania 50 55 +us gdzie Us jest naipieciem wymaganym do urucho¬ mienia przekaznika 24. Komparator 21 polowy jed¬ nostki maszynowej wykonuje operacje matema¬ tyczna: [ — 0,5 J dla Ux0 [ + 0,5J dla Ux <0 J — wartosc jednostki maszynowej.Blok 19 arc sin wykonuje operacje matematyczna H: U„ Uz = g^ arc sin -y Inwerter 20 wykonuje operacje matematyczna Uz = —Ux. Sumator 25 napiecia U7 wykonuje operacje matematyczna Uz——( fUxl+ 60 S • Ux2). Sumator 26 napiecia U6 wykonuje operacje matematyczna Uz = - czynniki f i g sa funkcjami \i i E, i sa nastawiane przy pomocy potencjometrów liniowych. Sumator 22 napiecia U8 wykonuje operacje matematyczna 65 Uz = -(0,5X1 + Ux2). Napiecia Ux, Uxl, UX2 sa na-57950 pieciaimi wejsciowymi poszczególnych bloków li¬ czacych, a napiecia Uz napieciem wyjsciowym. PL