Устройство для моделирования коэффициента трения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ по авт.св. 960859, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета экспоненциального изменения коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения, в него введены дополнительный ограничитель, дополнительные источники положительного и отрицательного опорного напряжения и блок моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения, состоящий из двух токозадающих резисторов. ограничительного диода, накопительного конденсатора и операционного усилителя, выход которого через накопительный конденсатор соединен со своим входом, с одним выводом Ц рвого токовадагацего резистора и с катодом ограничительного диода, которого через второй токозадающий резистор соединен с другим выводом первого токозадаидего резистора и с выходом операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения, подключенным к четвертому входу сумматора, управлягаций вход второго ограничителя подключен к управляющему входу допол (Л нительного ограничителя, первый и второй опорные входы которого соединены соответственно с выходами дополнительных источников положительного и отрицааельного опорного напряжения, выход дополнительного ограничителя подключен к входу операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ()()) SU ((1) А

ЗШ 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО 4ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 960859 (21) 3409303/18-24 (22) 23. 03. 82 (46) 28. 02. 84. Вюл. 9 8 (72) Г.В.Трель (71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 960859, кл. 4 06 G 7/48, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ по авт.св.

9 960859, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет учета экспоненциального изменения .коэффициента статического трения от продолжительности. периодов относительных покоя и движения элементов пары трения, в него введены дополнительный ограничитель, допол нительные источники положительного и отрицательного опорного напряжения и блок моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения, состоящий из двух токозадающих резисторов, ограничительного диода, накопительного конденсатора и операционного усилителя, выход которого через накопительный конденсатор соединен со своим входом, с одним выводом п)ервого токозадакщего резистора и с катодом ограничительч ного диода, анод которого через второй токозадакиаий резистор соединен с другим выводом первого окозадакицего резистора и с выходом операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения:коэффициента статического трения, подключенным к четвертому входу сумматора, управлякщий вход второго ограничителя подключен W управлякщему входу дополнительного ограничителя, первый и второй опорные входы которого соединены соответственно с выходами дополнительных источников положительного и отрицательного опорного напряжения, выход дополнительного ограничителя подключен к входу операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения.

1076919

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании механических систем с парами трения, у которых коэффициент трения движения зависит от относительной скорости скольжения, а коэффициент статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения ° элементов этих пар с учетом различных постоянных времени экспо ненциальных процессов изменения коэффициентов статического трения в эти периоды.

По основному авт.св.СССР

Р 960859 известно устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в одну диагональ которого включен инвертор, вход которого является входом устройства, а вершины другой диагонали диодного моста соединены с управляющими входами двух ограничителей, опорные входы которых подключены к соответствующим источникам опорного напряжения, а выходы ограничителей соединены с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, причем выход этого сумматоуа является выходом устройства (1)

Недостатком известного устройства является то, что на нем невозможно воспроизводить зависимость . коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов моделируемой пары трения одновременно с зависимостью коэффициента трения движения от скорости.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет учета экспоненциального изменения коэффициента статического тре. ния от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования коэффициента трения по авт.св. СССР

Р 960859 введены дополнительнь|й ограничитель, дополнительные источники положительного и отрицательного опорного напряжения и блок модели рования экспоненциального изменения коэффициента статического трения, состоящий иэ двух токозадающих резисторов, ограничительного диода, накопительного конденсатора и операционного усилителя, выход которого через накопительный конденсатор соединен со своиМ входом, с одним выводом первого токаэадающего резистора и с катодом ограничительного диода, 5 !

О

65 анод которого через второй токозадающий резистор соединен с другим выводом первого токозадающего резистора и с выходом операционного усилителя блока моделирования экспоненциаль. ного изменения коэффициента статического трения, подключенным к четвертому входу сумматора, управляющий вход второго ограничителя подключен к управляющему входу дополнительного ограничителя, первый и второй опорные входы которого соединены соответственно с выходами дополнительных источников положительного и отрицательного опорного напряжения, выход дополнительного ограничителя подключен к входу операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения.

На чертеже представлено, предлагаемое устройство.

Устройство содержит диодный выпрямительный мост 1, инвертор 2, основные ограничители 3 и 4, сумматор 5>, источники 6 — 8 опорного >àпряжения, дополнительные источники

9 и 10 опорного напряжения, дополнительный ограничитель 11, блок 12 моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения. Кроме того, диодный выпрямительный мост 1 содержит диоды 13.

Инвертор 2 содержит масштабные резисторы 14 и операционный усилитель

15. Основные ограничители 3 и 4 содержат резисторы 16 и диоды 17.

Сумматор 5 содержит масштабные резисторы 18 и операционный усилитель

19. Дополнительный ограничитель содержит резисторы 19 и диоды 20.

Блок 12 содержит накопительный конденсатор 21, операционный усилитель

22,токозадающие регистры 23 и диод 24 (ограничительный) .

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с входа устройства, пропорциональное скорости относитель ного скольжения элементов моделируемой пары трения, после выпрямления на диодном выпрямительном мосту 1 в виде напряжения, пропорционального модулю скорости, одной полярности через первый основной ограничитель 3, моделирукичий зону нечувствительности с постоянным опорным напряжением от источника

6, пропорциональным скорости конца зоны граничного трения, подается на первый вход сумматора 5, а другой полярности через основной ограничитель 4 с постоянным опорным напряжением от источника 7, пропорциональным максимальному изменению коэффициента трения движения в зоне до начала граничного трения, подается

1076919 на второй вход сумматора 5. На тре.тий вход сумматора 5 от источника 8 подается постоянное напряжение, пропорциональное экстремальному значению коэффициента статического трения. Одновременно с одной из вершин выходной диагонали диодного выпрямительного моста 1 напряжение поступает на дополнительный ограничитель 11 с постоянными опорными напряжениями от разнополярных источ-. ников 9 и 10, пропорциональных максимальному изменению коэффици-. ента статического трения от времени в периоды относительных покоя или движеыия элементов пары трения. 15

Напряжение с выхода дополнительного ограничителя 11 через блок 12 моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического тре.ния подается на четвертый вход сумматора 5. В результате алгебраичес кого суммирования поступакщих напряжений на выходе сумматора 5, т.е. на выходе устройства, вырабатыва ется напряжение, пропорциональное 75 коэффициенту трения или с падакщей или с горбатой характеристикой зависимости его от величины скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от времени продолжительностей периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов.

Выбором соотношений величин емкости накопительного конденсатора

21, сопротивлений токозадакщих резисторов 23 направления установки диода 24 обеспечивается учет

ВНИИПИ Заказ750/46

Тираж 699 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.Проектная,4 в обшем случае различных по постоянным времени процессов изменения коэффициента статического трения от времени в периоды относительных покоя и движения. Переход от одного вида характеристики зависимости коэффициента трения движения от ско. рости к другой, например от падающей к горбатой, обеспечивается переключением управлякщего входа дополнительного ограничителя 11 на другую вершину вьходной диагонали дисдного выпрямительного моста 1, изменением направления установки диода 24 и полярности напряжения источника 8. Воспроизведение отмеченных зависимостей коэффициента трения расширяет функциональные воэ. можности.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным, принятым эа базовый образец, за счет воспроизведения падакщей g горбатой характеристик коэффициента трения движения от скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов раоширяет функциональные воэможности устройства, что позволяет шире использовать аналоговые вычислительные машины для моделирования механических систем с парами трения. Наибольший эффект может быть получен при моделировании на наиболее простых, а следовательно, на наиболее дешевых аналоговых вычислительных машинах.