*112770*
Современные
информационные технологии/2. Вычислительная техника и программирование
Д.т.н. Тарануха Н.А., к.т.н.
А.Н.Петрова, Н.Н.Любушкина
Комсомольский-на-Амуре государственный технический
университет, Россия
Применение вычислительной техники для экспериментального определения
перемещения узла стержневой системы
с одной степенью свободы
Установка разработана для определения
внутреннего трения образцов динамическим способом. Установка (рисунок 1) состоит из двух частей: аппаратной
и программной. Аппаратная часть включает в
себя: стальную стержневую систему (1, 9); исследуемый образец (2);
устройство измерения (3); нить противовеса (5); основание (6); грузы (4,7,8);
персональный компьютер (10) [1].
Рисунок 1 – Аппаратная часть комплекса
Для
определения координат узла используется измерительное устройство. Принципиальная
схема устройства показана на рисунке 2.
Рисунок 2 – Принципиальная схема измерительного
устройства
Программная часть состоит из двух подсистем: выполняет сбор и
обработку полученных при измерении данных. Программное обеспечение измерительного
устройства работает в режиме эмуляции DOS. Сбор
информации осуществляется непосредственно с оптических датчиков, что
гарантирует большую достоверность и скорость опроса устройства, которая в
данном случае достигает 300 раз в секунду. Устройство физически не может
выдавать столько результатов, поэтому возникают нулевые отсчеты.
Неинформативные отсчеты программное обеспечение отбрасывает само. На рисунке 3
приведены результаты 10 опытов по исследованию колебательного процесса, происходящего в стержневой системе с одной
степенью свободы.
Рисунок 3 – Результаты экспериментальных данных
Запись отсчетов производится в текстовый файл в виде набора значений перемещений L и времени t. Для получения действительного значения табличные данные усредняются, значения, выходящие за пределы доверительного интервала, отбрасываются. Графики построены в программной среде для решения математических задач MathCAD. Рисунок наглядно отображает положительные стороны программы: первые гармоники не имеют среза, что объясняется отсутствием экранного ограничения; все колебания находятся выше нуля, затухание наступает в положительных значениях, что соответствует действительности.
На программу «Колебания» получено свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ [2].
Для проведения дальнейших исследований экспериментальная зависимость, полученная в табличном виде неудобна. Дальнейшая цифровая обработка полученных экспериментальных данных предполагает определение аналитической зависимости [3].
Предлагаемый вариант использования установки позволил провести исследования для разных длин и форм поперечного сечения образцов (круг, квадрат, прямоугольник). По результатам динамических исследований далее было определено внутреннее трение образцов из материала, допускающего большие упругие деформации, которые использовались для расчета механики морских динамических систем с большими деформациями из нестандартизированного материала [4].
Литература:
1.
Тарануха, Н.А.
Программно-аппаратный комплекс по обработке результатов эксперимента
колеблющейся системы /Н.А. Тарануха, А.Н. Петрова, Н.Н. Любушкина; ГОУВПО
«КнАГТУ». –Комсомольск-на-Амуре, –2007. - 12 с. –Деп. в ВИНИТИ 26.09.2007.
902-B2007.
2.
*Свидетельство об официальной регистрации программ для
ЭВМ
№ 2008610137. Колебания /Н.Н.Любушкина, А.Н.Петрова (RU).
//Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т. Зарегистрировано в Реестре программ
для ЭВМ 9 января 2008 –М.: 2008.
3.
Любушкина, Н.Н.
Программно-информационное обеспечение задачи о колебаниях стержня с большими
деформациями /Н.Н. Любушкина, А.Н.Петрова, Н.А.Тарануха //Информатика и системы
управления. – 2007. –№2(14) – С. 30-39.
4.
Тарануха, Н.А.
Механика морских динамических систем с большими деформациями из
нестандартизированного материала /Н.А. Тарануха, А.Н. Петрова, Н.Н. Любушкина.
//Морские интеллектуальные технологии, 2010, №3 (9) –С. 56-59.