(,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 изобретени - повьшение надежности работы. Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл моделировани механических нагрузок, содержащее блок определени знака производной, выход которого подключен к первым входам блока пам ти, переключател и счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами преобразовател код-напр жение и с группами входов первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены к соответствующим входам счетной матрицы, выход блока пам ти соединен с первым входом вычитател и со вторым входом пер ключател , 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 пам ти со динен со вторым входом вычитател , входом блока определени знака произ водной и со входом устройства, выход вычитател подключен к третьему входу переключател , выход преобразовател код - напр жение соединен с вторым входом нуль-органа, выход ген ратора подключен ко второму входу кл чевого элемента, введены блок сравне ни кодов и элементы И, выходы которых подключены к входам соответствую щих дешифраторов , выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими входами блока сравнени кодов, выход которого подключен к первым вх дам элементов И, вторые входы которы соединены с выходом блока определени . знака производной. На чертеже представлена структурна схема устройства дл моделировани механических нагрузок. Устройство состоит из блока 1 оп дёлени знака производной, блока 2 пам ти переключател 3, счетчика 4 импульсов, элементов И 5 и 6. Выходы счётчика 4 импульсов подключены ко входам преобразовател 7 код-напр жение , ко входам блока 8 сравнени кодов и ко входам дешифраторов 9 и 10, выходы которых подключены к 4 ходам счетной матрицы 11. Выход реобразовател 7 код-напр жение 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 пам ти подключен к перому входу вычитател 15 и при устаовке переключател 3 в положение 16 - ко второму входу нуль-органа 2. Вход устройства подключен ко вхоам блока I определени знака произодной блока 2 пам ти и вычитател 15, выход которого при установке ереключател 3 -в положение 17 подключен ко второму входу нуль-органа 12, а выходы элементов И 5 и 6 подключены , соответственно, к управл ющим входам дешифраторов 9 и 10. Устройство работает следующим образом . При достюгсении входным напр жением Ux максимального или минимального значений измен етс знак производной напр жени и срабатывает блок I определени знака производной, на выходе которого по вл етс , соответственно , положительный или отрицательный импульс. Если, например, напр жение Uy достигло своего минимального значени j передний фронт отрицательного импульса с выхода блока 1 определени знака производной поступает на второй вход элемента И 6 и при наличии на первом входе элемента И 6 разрешающего импульса с выхода блока 8 сравнени кодов осуществл ет перепись ранее измеренного кодового значени 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 разр жает блок 2 пам ти(в простейшем случае в качестве блока пам ти может быть использован пиковой детектор После этого блок 2 пам ти начинает запоминать увеличивающеес входное напр жение Uv, которое сравниваетс нуль-органом 12 с выходным напр жением преобразовател 7 код - напр жение . Если значение напр жени на выходе блока 2 пам ти больше значени выходного напр жени преобразовател 7 код - напр жение, 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 увеличива записанное в нем число.Это приводит к увеличению выходного напр жени преобразовател 7 код-напр жени и процесс уравновешивани продолжаетс до достижени равенства значений напр жени с выхода блока 2 пам ти и выходного напр жени преобразовател 7 код - напр жение. При достижении входным напр жением Uy значени максимума -передний фронт положительного импульса с выхода блока 1 определени 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 сравнени кодов осуществл ет перепись измеренного кодового значени 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. Уменьшающеес входное напр жение 0 при этом поступает на второй вход вычита тел 15, на первьш вход которого поступает напр жениеU yy, с выхода блока 2 пам ти. С выхода вычитател 15 разность напр жений поступает на вход нуль-органа 12, которы сравнивает названную разность напр жений с выходным напр жением УПИК пре образовател 7 код-напр жение. 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, увеличива записанное в нем число. Увеличение числа в счетчике 4 импульсов приводит в свою очередь к увеличению выходного напр жени преобразовател код напр жение и процесс уравновешивани продолжаетс до достижени равенства , Unn -lJ5 wan- Jx При достижении входным напр жением значени послед-ующего минимума сноза срабатывает блок 1 определени знака производной и передний фронт отри- 55 (, 54) DEVICE FOR MODELING MECHANICAL LOADS storing redundant information due to the presence of local extremes in the signal under investigation, t. such as extremums, the difference between which values do not exceed a given value). The purpose of the invention is to increase the reliability of work. This goal is achieved by the fact that the device for modeling mechanical loads contains a block for determining the sign of the derivative, the output of which is connected to the first inputs of the memory unit, the switch and the pulse counter, the outputs of which are connected to the inputs of the code-voltage converter and the groups of inputs of the first and the second decoder, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the counting matrix, the output of the memory unit is connected to the first input of the subtractor and the second input of the switch, the output of which is connected to the first the input of the zero-organ, the output of which is connected to the first input of the key element, the output of which is connected to the second input of the pulse counter, the second input of the memory block with the second input of the subtractor, the input of the sign determining unit of the derivative and with the input of the device, the output of the subtractor connected to the third input of the switch, the output of the converter code - voltage connected to the second input of the null organ, the output of the generator of the rator is connected to the second input of the cyclic element, the block is compared to the codes and elements And whose outputs are connected to the inputs of the corresponding decoders, the outputs of the pulse counter are connected to the corresponding inputs of the code comparison unit, the output of which is connected to the first inputs of the And elements, the second inputs of which are connected to the output of the determination unit. derivative sign. The drawing shows a block diagram of a device for modeling mechanical loads. The device consists of a block of 1 derivative symbol, a block 2 of memory switch 3, a pulse counter 4, elements 5 and 6. The outputs of the counter 4 pulses are connected to the inputs of the code-voltage converter 7, to the inputs of the code comparison unit 8 and to the inputs decoders 9 and 10, the outputs of which are connected to 4 strokes of the counting matrix 11. The output of the converter 7 code-voltage is connected to the input of the zero-body 12, the output of which through the first input of the key element 13 is connected to the stroke of the counter 4 pulses and the first input of the key element I3 podlyuchen exit g generators of 14 pulses. The output of memory block 2 is connected to the first input of the subtractor 15 and, when setting switch 3 to position 16, to the second input of the zero-body 2. The device’s input is connected to inputs of the sign I block of the single memory 2 and subtractor 15, the output of which is Switch 3 - in position 17 is connected to the second input of the zero-organ 12, and the outputs of the elements 5 and 6 are connected, respectively, to the control inputs of the decoders 9 and 10. The device operates as follows. When the input voltage Ux reaches the maximum or minimum value, the sign of the derivative of the voltage changes and the block I determines the sign of the derivative, at the output of which, respectively, a positive or negative pulse appears. If, for example, the voltage Uy has reached its minimum value j, the leading edge of the negative pulse from the output of the derivative sign determining unit 1 goes to the second input of element 6, and if there is an enable pulse from the output of block 8 of code comparison, the first input of the code comparison block 8 the previously measured difference code value from the counter 4 pulses to the decoder 10. The falling edge of the same pulse sets the counter of 4 pulses to zero, sets switch 3 to position 16 and discharges memory block 2 (in the simplest case, a peak detector can be used as a memory block. After this, memory block 2 begins to memorize the increasing input voltage Uv, which is compared by a zero-body 12 with the output voltage of the code converter 7 - voltage. 2 memories are greater than the value of the output voltage of the converter; the 7 code is the voltage; the null organ 12 gives the resolution to the first input of the key element 13 and the pulses from the generator output 14 of the pulses go through the second input of the key element and 13 to the input of the counter 4 pulses increases the number written in it. This leads to an increase in the output voltage of the code-voltage converter 7 and the balancing process continues until the voltage values from the output of the memory block 2 and the output voltage of the converter 7 are equal; voltage. When the input voltage Uy reaches the maximum value, the leading edge of a positive pulse from the output of the derivative sign determining block 1 is fed to the second input of the And 5 element, and if there is an enable pulse from the output of the code comparison block 8 at the first input of the code comparison unit 8 the maximum values from the counter 4 pulses to the decoder 9, the trailing edge of the positive pulse sets the counter of 4 pulses to zero and the switch 3 to the position I7. In this case, the decreasing input voltage 0 is fed to the second input by subtracting bodies 15, the first input of which is supplied by the voltage U yy, from the output of memory block 2. From the output of the subtractor 15, the voltage difference enters the input of the null organ 12, which compares the said voltage difference with the output voltage of the FEC of the transducer 7 code-voltage. In the process, when the PKK X .. equality is violated, the null organ 12 gives permission to the first input of the key element 13 and the pulses from the generator output 14 pulses through the second input of the key element 13 arrive at the input of the counter 4 pulses, increasing the number recorded in it. An increase in the number of 4 pulses in the counter leads in turn to an increase in the output voltage of the converter, the voltage code, and the balancing process continues until equality is achieved, Unn -lJ5 wan- Jx When the input voltage reaches the value of the last minimum of the dream, the derivative sign 1 is triggered and the front edge is 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 срав8valuable pulse arrives at the second input of an AND 6 element and if there is an enable pulse at the first input of an AND 6 element from the output of circuit 8
ких нагрузок соответствует сво накопительна чейка. Таким образом, в процессе работы устройства в каждой накопительной чейке счетной мат6 нени кодов осуществл ет перепись кодового значени 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, разр жает блок 2 пам ти и в дальнейшем описанна работа устройства повтор етс . Исключение запоминани избыточной информации, обусловленной наличием в исследуемом сигнале локальных экстремумов (т.е. таких экстремумов, разность значений между которыми не преBbmiaeT заданной величины - конкретной дл каждой иследуемой конструкции) осуществл етс следующим образом. Перед началом работы устройства в блоке 8 сравнени кодов устанавливают кодовое значение, равное кодовому значению тех локальных максимумов, которые вместе с соотвествующими перепадами необходимо исключить из рассмотрени , поскольку они не оказывают вли ни на усталостную прочность конструкции, наход щейс под действием моделируемой механической .нагрузки. Б процессе работы устройства при равенстве значений кода измер емого максимума со значением кода, установленного в блоке 8 сравнени кодов,на ее выходе по вл етс разрешающий сигнал который поступает на первые входы элементов И 5 - тим обеспечиваетс перепись измеренных кодовых значе ий максимума и соответствующего ему перепада в дешифраторы ;9 и 10. Если же значение кода максимума оказываетс меньше значени кода, установленного в блоке 8 сравнени кодов, разрешающий сигнал на ееВыходе отсутствует переписи измеренных кодовых значений максимума и перепада не происходит и такое сочетание значений максимума и перепада не учитываетс при моделировании. При изменении входного, напр жени от минимума до максимума дешифраторы 9 и 10 определ ют накопительную чейку в счетной матрице 11, куда в соответствии с измеренными значени ми максимума и перепада записываетс единица . В счетной матрице 11 каждому возможному сочетатпо значений максимумов и перепадов амплитуд механичесрицы 1 1 образуютс повторений данных сочетаний значений максимумов и перепадов , которые вл ютс ординатами двумерного дискретного закона распределени и представл ют собой результат моделировани механических нагрузок по методу максимумов и перепадов . Из полученного таким .образом двумерного дискретного закона распределени максимумов и перепадов амплитуд механических нагрузок можно получить информацию о прочностных характеристиках материалов конструкций , наход щихс под действием таких механических нагрузок.loads which corresponds to its accumulative cell. Thus, during operation of the device, in each cumulative cell of the counting code, the code value of the next differential from the pulse counter 4 to the decoder 10 is rewritten. The falling edge of the negative pulse again sets the pulse counter 4 to zero, switch 3 to position 16, discharges memory block 2 and in the following the described operation of the device is repeated. The exclusion of the storage of redundant information due to the presence of local extremes in the signal under study (i.e., such extremes, the difference in values between which is not a predetermined value — specific to each investigated structure) is implemented as follows. Before starting operation of the device in block 8, code comparison sets a code value equal to the code value of those local maxima, which, together with the corresponding ramps, must be excluded from consideration, since they do not affect the fatigue strength of the structure under the effect of the simulated mechanical load. During the operation of the device, if the code values of the measured maximum are equal to the code value set in block 8 of code comparison, an output signal appears at its output that goes to the first inputs of the AND 5 elements and provides a census of the measured code values of the maximum and the corresponding one 9 and 10. If the maximum code value is less than the code value set in block 8 of code comparison, the enabling signal at its output is missing a census of measured code values the maximum and differential does not occur and this combination of maximum and differential values is not taken into account in the simulation. When the input voltage changes from minimum to maximum, decoders 9 and 10 determine a cumulative cell in the counting matrix 11, where, in accordance with the measured values of the maximum and differential, one is recorded. In the counting matrix 11, each possible combination of maxima and amplitude differences of the mechanic 1 1 is formed by repeating these combinations of maxima and differential values, which are the ordinates of the two-dimensional discrete distribution law and are the result of the modeling of mechanical loads using the maxima and differences method. From the resulting two-dimensional discrete law of the distribution of the maxima and differences in the amplitudes of the mechanical loads, information can be obtained on the strength characteristics of the materials of the structures subjected to such mechanical loads.
Использование блока сравнени кодов и двух элементов И выгодно отличает предлагаемое устройство дл моделировани механических нагрузок от известных устройств, так оно позвол ет уменьшить объем запоминаемой информации путем исключени запоминани избыточной .информации, и значительно снизить аппаратурную сложность устройства..The use of a block of comparison of codes and two elements And favorably distinguishes the proposed device for modeling mechanical loads from known devices, so it allows to reduce the amount of stored information by eliminating the storage of excessive information, and significantly reduce the hardware complexity of the device ..