Электрические модели распределения напряжений

Метод электрических моделей основан на совпадении математических зависимостей для рассматриваемой деформируемой системы и соответствующей ей электрической модели. Вычислительное решение системы уравнений равновесия и деформаций для рассматриваемой задачи заменяется экспериментальным решением, выполняемым на электрической модели, где измерения могут быть произведены наиболее точно и просто. В электрической модели распределение токов и потенциалов соответствует искомым величинам, относящимся к решаемой задаче распределения напряжений и деформаций. [c.254]

Для решения уравнения Лапласа может быть применена электрическая модель со сплошным полем в виде слоя электролита или твердого электропроводящего слоя или же модель в виде сетки из сопротивлений. В такой электрической модели с напряжениями, создаваемыми на контуре, распределение потенциалов внутри поля удовлетворяет уравнению Лапласа. [c.270]

Определение коэфициента сопротивления 1 (2-я)—152 Электрические модели 1 (2-я) — 160 —- двухмерные сетчатые для исследования распределения напряжений 1 (2-я) — 409 Электрические мостовые краны — см. Краны мостовые электрические Электрические отвёртки — Параметры 9 — 735 Электрические печи ДЧМ для подогрева чугуна — Технологические характеристики [c.354]

Конструкция установки. Схема типовой поляризационно-оптической установки для исследования контактных напряжений в очаге деформации, а также распределения напряжений в теле инструмента показана на рис. 42. В качестве источника монохроматического света используют электрическую лампу специальной конструкции со светофильтром, пропускающим свет строго определенной длины волны. Проходя через поляризатор, световые волны приобретают одинаковую ориентацию, т. е. на выходе из поляризатора они лежат в параллельных плоскостях. Конденсаторные линзы обеспечивают падение лучей на поверхность модели под прямым углом. При исследовании процессов прокатки в качестве инструмента применяют прозрачные валки с расположенной посередине бочки вставкой (вклейкой) из оптически активного материала (эпоксидных смол ЭД-6, ЭД-5, [c.53]

Электрическая модель из двух соединенных сеточных моделей Решение бигармонического уравнения, однородного или с правой частью Потенциалы в узлах сеток Плоская задача напряжений и расчет плит (для заданных граничных условий, нагрузок и распределения температур) [13], [20], [29], [50], [52], [57], [69] [c.256]

Модель выполняется со сплощным электрическим полем, воспроизводящим зависимости, записанные в виде алгебраических или дифференциальных зависимостей, или из сосредоточенных электрических элементов (сопротивления, емкости, индуктивности), расположенных между узлами сетки, которой аппроксимируется заданная деформируемая система. В сеточной электрической модели воспроизводятся те же зависимости, записанные в виде уравнений в конечных разностях. Электрические модели позволяют решать задачи распределения напряжений и усилий, а также динамические задачи. Основной частью выполнения работы на модели является удовлетворение заданных начальных и граничных условий. [c.258]

Ниже рассматриваются типовые задачи распределения напряжений и усилий, решаемые на электрических моделях. [c.258]

Электрическая модель со сплошным плоским полем из электропроводящей бумаги обеспечивает удобное осуществление требуемой сложной эпюры потенциалов на заданном контуре любой формы и замер получаемых потенциалов внутри контура. Эта модель, решая уравнение Лапласа с плоским полем, позволяет находить распределение напряжений в следующих случаях [c.281]

Воспроизведение условий передачи тепловой энергии передачей электрической энергии в электрических моделях основано на том, что законы сохранения тепловой и электрической энергии, законы Фурье и Ома выражаются одинаковыми по структуре уравнениями. Исследуемый объект с распределенными тепловыми параметрами в электрической моделирующей цепи заменяется сосредоточенными параметрами. Источник тепла заменяется электрическим источником энергии. Напряжение соответствует температуре, электрический ток — тепловому потоку, электрическое -сопротивление — теплово.му сопротивлению и т. д. [c.21]

Термические напряжения и деформации от стационарного распределения температуры. Исследования [43] с использованием электрических моделей упругого поля показали, что под воздействием распределения температуры, имеющейся на номинальном режиме (см. рис. 49), головка поршня дизеля Д50 получает, радиальные смещения по краю до 1,5 мм (рис. 84, а), а вблизи оси пальца около 0,6 мм. В осевом направлении центр днища смещается до 1,2 мм, а край — до 1,5 мм. [c.160]

Наиболее сложными являются задачи экспериментального изучения распределения деформаций, и напряжений в деталях машин и элементах сооружений. Эти задачи возникают по разным причинам. Одна из них состоит в том, что в коиструкциях современных машин ответственные детали имеют настолько сложную конфигурацию, что теория сопротивления материалов далеко не всегда может дать исчерпывающий ответ на вопрос об их прочности. В таких случаях на помощь приходит изучение напряженного состояния детали или ее модели путем применения специальных экспериментальных методов исследования деформаций и напряжений. К их числу относятся тензометрия, поляризационно-оптический метод, рентгенометрия, метод лаковых (хрупких) покрытий, метод аналогий (мембранной, электрической, гидродинамической и пр.). [c.6]

Питание электрических осветителей модели факела происходит от сети переменного тока через понижающий трансформатор и стабилизатор напряжения 10. Для контроля постоянства подаваемого напряжения в схеме предусматривается вольтметр 11. Измерение светимости факела перед его установкой в модель и нахождение распределения освещенности на боковых стенках модели производится с помощью фотоэлемента 4, к которому подсоединен измерительный прибор 5. [c.314]

Уравнение (5-6) представлено в обобщенных переменных и является математической моделью переходного электрического процесса в токопроводящей среде с распределенной емкостью. В случае подо-бия двух электрических процессов, происходящих в электрических цепях из сопротивлений и емкостей, относительные напряжения и в одноименных точках цепи в сходственные моменты времени будут равны. Это обеспечивается тождеством обобщенных параметров Кз- [c.191]

Пример. Температурные напряжения в цилиндрическом корпусе ракетного двигателя фиг. III. 10, а определяются по заданной постоянной температуре на внутренней и внешней поверхности [8 2 ]. Распределение температур в сечении находится с помощью электрической плоской модели из полупроводящей бумаги, выполненной [c.184]

Электрическая плоская модель с проводящей пластинкой переменной толщины или сеточная модель Решение дифференциального уравнения для скручиваемого вала переменного диаметра. Аналогия между электрическим потоком в пластинке и силовыми потоками внутри вала Потенциалы вдоль контура пластинки и по ее внутренним точкам Коэффициенты концентрации и распределение касательных напряжений в скручиваемом вале переменного диаметра [40], [47], [50] [c.256]

Решение задач распределения касательных напряжений в сечении при чистом кручении и изгибе с применением модели со сплошным электрическим полем рассмотрено в разделе 21, а также в работах [1], [2], [47], [50]. Решение этих задач на сеточной модели из сопротивлений рассмотрено в работах [9], [50], [57], [65 ]. Решение этих же задач по ранее применяемому методу мембранной аналогии описано в работах [31], [47]. [c.273]

Весьма точным прибором, пригодным для измерения не только осредненных по времени скоростей, но также и мгновенных скоростей пульсирующего турбулентного потока, является термоанемометр, представляющий собой тонкую короткую проволочку, нагреваемую пропускаемым через нее электрическим током. При погружении в поток газа или жидкости проволочка охлаждается тем сильнее, чем больше скорость потока. С уменьшением же температуры проволочки увеличивается ее электрическое сопротивление, которое определяется по разности напряжений на ее концах, измеряемой милливольтметром или осциллографом. Проволочку изготовляют из платины, учитывая постоянство ее электрических и термических свойств, а также высокую температуру плавления. При измерении скоростей движения воды ввиду ее электропроводности (вследствие имеющегося в ней обычно загрязнения) проволочку запаивают в стеклянную трубку, толщину которой принимают с учетом величины и изменчивости измеряемых скоростей, а также силы тока, пропускаемого через проволочку. Диаметр проволочки должен быть равен примерно 0,1 мм, внешний диаметр стеклянной трубки составляет 0,25—0,3 мм, длина проволочки — около 10 мм. Такие малые размеры прибора позволяют измерять распределение скоростей в очень малых моделях и, что особенно ценно, в непосредственной близости от ограничивающих поток стенок. [c.66]

Более прямыми методами измерения удельного сопротивления являются методы, в которых используют электроды. Увеличение экспериментальных трудностей изготовления и применения подходящих измерительных ячеек для пробных образцов компенсируется в таких методах возможностью получения более высокой точности и уменьшением вероятности систематической ошибки, а это важно, если данные используются для детального анализа с помощью теоретических моделей. Вследствие распределения сопротивления вдоль электродов, подводящих к образцу электрический ток /, важно применять четырехэлектродную конфигурацию и измерять падение напряжения V между двумя электродами, расположенными между токовыми электродами, как показано на рис. 4.1. Для такой конфигурации V = (p/G)/ и геометрический фактор G может быть [c.75]

Вопрос о влиянии неупругих столкновений на вид функции распределения электронов по скоростям в атомарной плазме рассматривался многими авторами [3—8]. В большинстве случаев исследовалось влияние неупругих столкновений на хвост функции распределения. Так, в работе [6] предложен метод расчета функции распределения в случае, когда в области малых энергий основным процессом являются межэлектронные столкновения. В работе [7] получена явная зависимость функции распределения от спектроскопических характеристик плазмы, когда отклонение от равновесия вызвано выходом резонансного излучения. Рассматривались также и такие модели, в которых неупругие столкновения играют главную роль в балансе энергии электронов [3, 5, 8]. В работе [8] отмечено, что с ростом напряженности электрического поля можно обнаружить область, где средняя энергия электронов уже не зависит от поля. Но в этой работе при вычислениях допущена неточность. Автор выносит за знак интеграла не среднее значение функции/оо — число, зависящее от пределов интегрирования, а саму функцию, что может существенно сказаться на результатах. [c.183]

Модель на рис. 7.18, е базируется на обобщенной эквивалентной схеме и учитывает отражение ПАВ от электродов [204]. Использование этой модели обеспечивает учет действительного распределения нормальной составляющей напряженности электрического поля, возбуждающего ПАВ, поэтому эта модель наилучшим образом отображает физическую сущность процесса. Рис. 7.18, конечно, не исчерпывает всех вариантов эквивалентной схемы Мэзона для одной секции, однако другие варианты вряд ли позволили получить более полную информацию, чем обобщенная модель, приведенная на рис. 7.18, е. Во всех эквивалентных схемах на рис. 7.18 предполагается одинаковая ширина электродов и зазоров при разной ширине необходимо менять параметры элементов схемы, иапример значения выбираемых параметров а и /3 в модели, приведенной на рис. 7.18, д. [c.335]

Проблема оценки реального состояния изоляции и локализации мест их повреждения имеет решающее значение при определении остаточного ресурса трубопроводов и решении задачи обеспечения их надежной эксплуатации. Существует несколько широко распространенных методов исследования состояния изоляции, которые базируются на изучении распределения потенциалов в системе труба-грунт, исследовании затухания электрических колебаний вдоль трассы трубопроводов и др. В любом случае для решения вопроса дальнейшей эксплуатации и ремонта участка трубопровода кроме локализации мест повреждения изоляции необходимо определить ее переходное сопротивление. Этот вопрос можно решить разными методами прямым измерением на действующем трубопроводе потенциалов выносным электродом или измерением электрических затуханий наложенного переменного напряжения. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, поэтому в условиях осложненного доступа к трассе трубопровода рациональным является использование этих методов в соединении с разработкой физических и математических моделей трубопроводов, которые подвержены коррозионному влиянию. [c.271]

Для решения дифференциального уравнения Лапласа (81) может быть также применен экспериментальный метод электрической аналогии. В электрической модели с напряжениями, создаваемыми на контуре, распределение потенциалов внутри поля удовлетворяет уравнению Лапласа. Чаще всего плоскую электрическую модель изготавливают из электропроводной бумаги и исследуют на установках типа ЭГДА [16]. Этот метод позволяет определять величины сумм главных напряжений + Ог внутри контура модели, что в сочетании с данными поляризационно-оптического метода Oj — 02 дает возможность получать раздельно главные напряжения и (Ja-Линии равных сумм главных напряжений Oj + (jg (изопахики) могут быть определены и при помощи оптического прибора — интерферометра как линии равных приращений толщины модели. Интерферометр ИТ [17] позволяет определять Oj + на материалах с малой оптической чувствительностью (типа органического стекла). В результате наложения интерференционных картин в модели до и после ее загружепия образуются муаровые полосы, являющиеся изопахиками. При работе с оптически чувствительными материалами типа эпоксидных смол этот интерферометр с введенным в его схему анализатором позволяет определять абсолютную разность хода лучей, поляризованных в плоскостях, соответствующих напряжениям и Ог. Главные напряжения определяют в этом случае по отдельности через абсолютные разности хода [c.69]

Методика исследования и проведение эксиеримеита. Подробное изучение распределения напряжений в квадратной пластине с круглым отверстием в центре, по контуру которого приложено равномерное давление, было проведено поляризационно-оптическим методом, а также с помощью хрупких покрытий и электрической аналогии. Поляризационно-оптический метод позволил получить картину полос интерференции, дающую по всему полю наибольшие касательные напряжения и напряжения на ненагру-женном контуре. На электрической модели из электропроводной бумаги находили линии одинаковых сумм главных напряжений (изопахи). С помощью хрупкого покрытия были определены направления главных напряжений. Распределение напряжений было изучено в 5 пластинах с разным отношением диаметра отверстия к длине стороны пластины (D/a) [16]. [c.258]

Так как поляризационно-оптический метод дает только разность главных напряжений, за исключением контуров, где одно из напряжений известно, еще одно необходимое соотношение между главными напряжениями в виде сумм главных напряжений было получено с помощью электрической аналогии. Контур модели из электропроводной бумаги был разделен на участки, к каждому из которых прикладывали потенциал, пропорциональный сумме главных напряжений на данном участке контура. Суммы главных напряжений на контуре определяли по данным поляризационно-оптического метода. Между контуром модели и электродами из медной фольги была оставлена полоса бумаги шириной около 3 мм. На этом расстоянии приложенные потенциалы сглаживались, так что их распределение на контуре ближе соответствовало непрерывному распределению напряжений, имеющемуся на контуре модели из оптически чувствительного материала. Картина изопах для одной из моделей воспроизведена на фиг. 9.29. [c.259]

Распределение касательных напряжений в поперечном сечении при поперечном изгибе и кручении и сумм главных напряжений в плоской задаче. Решение дифференциальных уравнений Лапласа и Пуассона, соответствующих этим задачам, производится на сплоишых или сеточных (из омических сопротив = Рний) электрических моделях плоского поля [c.603]

Другим интереснь М вопросом является влияние скорости на максимальное напряжение в зубце колеса это влияние изучалось при помощи освещения модели электрическими искрами, благодаря чему колесо кажется неподвижным, и является возможным наблюдать и измерять распределение напряжений. [c.565]

В разделе 4.6 было показано, что в геометрии эксперимента, соответствующей использованию ФРК в ПВМС, в кристаллах типа BSO при записи изображений у отрицательного электрода формируется положительно заряженный слой. Плотность заряда и толщина заряженного слоя зависят от экспозиции W. Таким образом, при неоднородном освещении кристалла записывающим светом как толщина слоя, так и плотность заряда в нем оказываются пространственно промодулированными. В разделе 7.5 будет рассмотрен пример вычисления амплитуды модуляции считывающего света для конкретной модели распределения заряда в кристалле. Здесь мы качественно проиллюстрируем, как амплитуда модуляции считывающего света изменяется в процессе записи периодической решетки в ПВМС, использующем поперечный электрооптический эффект. Для простоты предположим, что записывается периодическая решетка в виде меандра. При записи в кристалле у отрицательного электрода появляется положительный заряд. От величины экспозиции записывающим светом Wo зависят плотность заряда и толщина заряженного слоя кристалла, которые определяют напряженность поперечных компонент электрического поля и, следовательно, амплитуду модуляции считывающего света А. [c.131]

Излагаемые в этой книге методы предусматривают исследования в двух направлениях изучение распределения напряжений путем лабораторных исследований и изучение нагрузок, деформаций и напряжений на работающих машинах в условиях эксплуатации. В соответствии с этим первая часть книги посвящена методам и аппаратуре статической и динамической тензометрии (главы I и П), поляризационнооптическому методу исследования распределения напряжений на объемных и плоских прозрачных моделях и на деталях (глава III), а тзк5ке м ду электрических аналогий, дающему экспериментальное [c.7]

Близкой к рассматриваемым задачей является определение поля температур по заданным температурам на границе, так как распределение температур внутри области при источниках тепла на поверхности подчинено уравнению Лапласа. Эта задача должна решаться при определении температурных напряжений. Для определения температур в плоском поле применяется плоская электрическая модель со сплошным полем или сеточная модель. Пространственная модель для определения температур внутри детали объемной формы может быть изготовлена из электролита или дисперсной массы. Пространственная модель должна иметь резервуар, дно и стенки которого выполнены из диэлектрика по форме подобной исследуемой области. Замеры внутри объемной модели производятся по плоскостям сечений модели с помощью иглы, передвигаемой по точкам. Трехразмерная модель для решения уравнения Лапласа в трех координатах может быть выполнена также в виде сеточной модели из сопротивлений, соединенных в узловых точках по всем трем направлениям. Определение с применением электрических моделей стационарных температурных полей по заданным температурам на границах рассмотрено, например, в работах [9], [12], [38], [42], [50]. [c.273]

На электрических моделях очень эффективно можно производить исследования распределения температуры и тепловых потоков в наиболее напряженных зонах поршней. В поршнях дизелей Д.50 [13] и М756 [21] изучалось распределение температуры вблизи уплотнительного кольца. Для этого зона кольца поршня дизеля Д50 (рис. 37) была увеличена в несколько раз, а кольцо представлено 20 блоками (вместо одного) с размерами каждого по высоте 1,2 мм и длине (по радиусу) 2,0 мм. На границы такой модели задавалось распределение температуры, снятое с электрической модели для всего сечения поршня. На рис. 37,6 видно движение тепловых потоков вблизи кольца тепло в него поступает через нижнюю плоскость канавки в самом кольце тепло идет в радиальном направлении и передается гильзе, а от нее к воде. [c.75]

Электрические методы обогрева подразделяются на прямые и косвенные. При прямых методах обогрева электрический ток пропускается непосредственно по телу модели (трубы, пластинь[, ленты рис. 6.22). Этот метод позволяет получать любые требуемые плотности теплового потока q . на поверхности теплообмена (стенке). Наиболее просто реализуется граничное условие = onst, для чего используют трубки или ленты с постоянной толщиной стенки и малыми температурными коэффициентами электрического сопротивления. Заданный закон распределения можно реализовать, применив профилирование толщинь[ стенки. Для обогрева используется переменный ток промышленной частоты от трансформаторов низкого напряжения или постоянный от генераторов низкого напряжения. [c.391]

Сущность этих методов заключается в том, что создают искусственную модель тела, составленную из сетки лидравдине-ских или электрических сопротивлений, которые должны заменить соответствующи.е термические сопротивления в массе тела. Питая жидкостью пли электротоком такую сетку саиротивлений в местах, сходстве няых с местами поступления теплового потока в теле, и за-меряя соответствующие давлени Я жидкости или напряжения электротока в отдельных местах сетки сопроти(вле-ни й, находят р аспределение давлений или напряжений, а следовательно, и аналогичное распределение температур. в теле. [c.54]

В результате электрического расчета при заданном напряжении и частоте источника питания определяются следующие электрические параметры коэффициент полезного действия, активные и реактивные мощности в системе, коэффициент мощности, токи в цепях индукторов, двухмерное распределение внутренних источников теплоты в загрузке. Электрический расчет в данных моделях реализует вариант метода интегральных уравнений с осреднением ядра интегрального уравнения (см. главу 2). Это позволяет эффективно производить электрический расчет индукционных нагревателей независимо от выраженности поверхностного эффекта в загрузке с многослойными, секционированными, многофазными индукто-)ами, с обычным и автотрансформаторным включением обмоток. Лредусмотрен также учет влияния на электромагнитные параметры индукционной системы таких элементов, как медные водоохлаждаемые кольца, электромагнитные экраны и другие проводящие немагнитные тела, в которых можно выделить осесимметричные линии тока. Тепловой расчет заключается в определении двухмерного температурного поля в загрузке в процессе нагрева при определенных граничных условиях на поверхности загрузки, которые задаются или исходя из свободного теплообмена с окружающей средой (конвекцией, излучением) или с учетом футеровки. Одновременно находятся как общие тепловые потери, так и потери с отдельных поверхностей загрузки. [c.217]

Неизвестные функции этой системы — концентрация дырок и электронов р(х, у, z, t) и п х, у, z, t) и напряженность электрического поля Е(х, у, Z, t). Вместо Е может фигурировать электрический потенциал ф(д , у, z, t), так как Е=—gradf. Краевые условия состоят из начальных условий, характеризующих распределение зависимых переменных по объему кристалла в начальный момент времени, и граничных, задающих значения зависимых переменных на границах рассматриваемой полупроводниковой области. Геометрические размеры и конфигурация диффузионных областей и омических контактов транзистора также учитываются граничными условиями. Параметрами этой модели являются основные электрофизические параметры полупроводника. Дифференциальные уравнения в частных производных можно решать методами конечных разностей либо конечных элементов. С помощью физико-топологической модели можно с высокой степенью точности определить основные статические и динамические характеристики транзистора. Модель не учитывает влияния магнитного поля и возможных неоднородностей полупроводникового материала, что несущественно для моделирования реальных транзисторов, так как большее значение имеет точное определение параметров модели. Применение подобных моделей транзистора в задачах анализа электронных схем практически нереализуемо. Они применяются только для идентификации параметров более простых схемных моделей транзистора. [c.132]

Основная цель этой главы заключается в рассмотрении двумерного моделирования технологических процессов и иллюстрации его применения в разработке технологии ИС. В предьщущих главах были рассмотрены основные вопросы одномерного моделирования, при этом особое внимание уделялось кинетическим процессам в многослойных структурах. Действительно, в существующей технологии часто используются слои оксида, нитрида, поликремния и силицида. Особый интерес представляет взаимодействие этих материалов с кремниевой подложкой и их влияние на те электрические свойства структур, которые определяются одномерными распределениями. Например, типичными параметрами прибора, значения которых представляют первоочередной интерес, являются пороговое напряжение канала, сопротивление заглубленных контактов истока и сопротивление растекания затворов. В отличие от этих параметров, расчет которых возможен по одномерным математическим моделям, имеется множество параметров, значения которых существенны для конструирования прибора и требуют для расчета достаточно точной аппроксимации двумерных профилей. Например, такие параметры, как емкость исток—подложка и напряжение пробоя, очень чувствительны к геометрии прибора. [c.249]

Изучение лавинной генерации до сих пор проводилось следующим образом [15.86, 15.165] сначала решалось уравнение Пуассона для получения распределения электростатического потенциала, а затем оценивался ионизационный интеграл путем интегрирования сильно зависящих от поля коэффициентов ионизации по области с сильным полем. В результате получались множители, описывающие характер возрастания тока вследствие лавинной генерации. Так как такой подход не требует вычисления плотности заряда, то метод, по-видимому, достаточно эффективен для определения напряжения пробоя. Однако при этом не учитывается обратное влияние роста плотности заряда на электрическое поле. При более тщательном подходе необходимо решать оба уравнения непрерьюности с соответствующей моделью генерационного члена [15.133, 15.135]. [c.432]

Процесс распознавания образа манипулятором с тактильным анализатором включает следующие этапы количественное определение размеров или формы объекта качественное определение характера поверхности объекта описание объекта по полученной информации. Простая модель тактильного анализатора может быть получена из рассмотрения соответствующего физиологического анализатора. Она включает рецептор Р и преобразователь давления ПД в электрические сигналы (рис. 3.13). Рецептор, представляющий собой блок пьезоэлектрических элементов, реагирует только на распределение давлений-, причем конструкция го такова, что он- допускает возникновение больших деформаций при низких значениях напряжений. Область, окружающая пьезоэлектрический элемент, заполнена полуэластичным материалом. Поэтому, когда объект приходит в соприкосновение с поверхностью руки, напряжение, вызванное [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...