Устройство для моделирования колебательных объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее вибра ционный стол, на котором установлен блок моделирования индукционных масс и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре ключа, два источника постоянного напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стержень , в средней части цилиндрического корпуса, по его внутреннему радиусу, жестко установлен цилиндр из магнитопроводного материала, над которым и под которым -расположен первый и второй цилиндрические каркасы , в пазах каждого из которых размещены соответственно первая ивторая секционные индукционные катушки, внутри цилиндра из магнитопроводного материала расположен цилиндрический постоянный магнит, к которому сверху и снизу прикреплены две крышки из немагнитного материала, в которых выполнены центриру5ощие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен сердечник из ферромагнитного материала, между которым и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазах которого размещены третья и четвертая секционные индукционные катушки, первые выводы которых объединены, причем отрицательный выход первого источника постоянного напряжения через первьй замыкающий контакт первого ключа подключен к первому выводу третьей секционной индукционной катушки, второй вывод (Л которой через второй замыкающий контакт первого ключа соединен с первым положительным выходом первого источника постоянного напряжения, § второй положительный выход кото{зого через третий замыкающий контакт первого ключа соединен со вторым выводом четвертой секционной индукционю ной катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки сд со непосредственно подключен к первому входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа - к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, положительный выход которого соединен с переключающим контактом третьего ключа и со вторым выводом первой секционной индукционной катушки, первый вывод второй секционной индукционной катушки подключен к размыкающему контакту третьего ключа и к замыкающему контакту четвертого ключа, второй вывод второй секцион

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН,ЯО„„дщ2 цц С 06 G. 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

К ABT0PCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3519156/18-24 (22) 27. 10. 82 (46) 15.05.84. Бюл. N - 18 (72) О.В.Тарханов, А.В.Никулин и С.А.Ащуров (71) Уфимский завод горного оборудования и Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 698014, кл. С 06 G 7/48, 1979.

2. Иенс Трампе Брох. Измерение механических колебаний и ударов.

Дания, Копенгаген, 1973, с. 170 (прототип). лены две крышки из немагнитного материала, в которых выполнены центрирующие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен сердечник из ферромагнитного материала, между которым и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазах которого размещены третья и четвертая секционные индукционные катушки, первые выводы которых объединены, причем отрицательный выход первого источника постоянного напряжения через первый замыкающий контакт первого ключа подключен к первому выводу третьей секционной

Р индукционной катушки, второй вывод которой через второй замыкающий контакт первого ключа соединен с первым положительным выходом первого источника постоянного напряжения, второй положительный выход которого через третий замыкающий контакт первого ключа соединен со вторым выводом четвертой секционной индукционной катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки С непосредственно подключен к первому (р . входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа — к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, положительный выход которого соединен с переключающим контактом третьего :В ключа и со вторым выводом первой секционной индукционной катушки, первый вывод второй секционной индукционной катушки подключен к размыкающему контакту третьего ключа и к замыкающему контакту четвертого ключа, второй вывод второй секцион(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее вибрационный стол, на котором установлен блок моделирования индукционных масс и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре ключа, два источника постоянного напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стержень, в средней части цилиндрического корпуса, по его внутреннему радиусу, жестко установлен цилиндр иэ магнитопроводного материала, над которым и под которым .расположен первый и второй цилиндрические каркасы, в пазах каждого из которых размещены соответственно первая и вторая секционные индукционные катушки, внутри цилиндра из магнитопроводного материала расположен цилиндрический постоянный магнит, к которому сверху и снизу прикрепОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.ной индукционной катушки саецинен с эамыкаюшим контактом третьего ключа и с размыкающнм контактом четвертого ключа, переключающий контаккоторого подключен ка второму входу

1"92531 блока регистрации, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выводами соответcтвеHHО iiepвой и второй секционной индукционной катушки.

Изобретение относится к электрамеханическому моделированию в машиностроении, приборостроении, судостроении, самолетостроении, нефтедобыче, энергетике, метрологии и т.,ц. и .> может быть использовано для создания динамических моделей широкого класса физических устройств и систем.

Известно устройство для модели" рования колебательных систем., содер-жащее генератор частоты, формирователь сигнала виброскарости, усили-. тель, блок задания начальных параметров, механическ >о колебательную систему, регистрирующий блок., интегратор, дифференциатор, регулируемые усилители, ключи„ сигнум-реле и> сумматор t.I ).

К недостаткам даннога устройства относятся: низкая точность, невозможностт моделирования динамики крупногабаритного оборудования и низкая надежность нз-за наличия сложной измерительной системы„

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования колебательных объектов,. содержащее вибр:— ционный стоп, на котором устаноглен блок моделирования инерционных масс 30 и блок регистрации L2J.

Нецас Гатками "= I çI" 0 известногО устройства. является низкая точность, невОзможность моделирования динамики крупногабаритного оборудования без 3> замены Основной и дополнительной инертных масс, большие затраты на натурные испьг>ания и подбор дополни- тельной инертной массы.

Цель изобретения - повышение точ- 40 ности, Поставленная цель достигается тем, чта в устройства для моделирования колебательных объектов, содержа>>>ее B H5i) GT>IIDI> (ь>й, Гол на Kc> Top .". устачовлен блок моделирования инерционных масс и блок регистрации, введены четыре ключа, два источника постоянного напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стер" жень, в среднеи части цилиндричсского корпуса, по его внутреннему радиусу,жестка установлен цилиндр иэ магнитопрбводного материала, над которым и под которым расположены первый и второй цилиндрический каркасы, в пазах каждого из которых размещены соответственно первая и вторая секционные индукционные катушки, внутри цилиндра из магнитапроводного материала расположен цилиндрический постоянный магнит„ к которому сверху и =IIèçó прикреплены две крышки из немагнитного материала, в которых выполнены центрирующие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен цилиндрический сердечник из ферромагнитного материала., между которым и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазах которого размещены третья и четвертая секциснные индукционные катушки, первые выводы к.старых объединены, :.I>:.I÷ем отрицательный выход первого источника постоянногG напряжения через первый замыкающий контакт первого ключа подключен к первому выводу третьей секционной индукционной катушки, второй вывод которой через второй замыкающий контакт первого ключа c:îeäèêåí с первым положительным выходом первого источника постояннога напряжения, второй положительный выход которого через третий замыкающий контакт первого ключа соединен са вторым выводом

<.Отпертой секционной индукционной

1092

Устройство работает следующим образом.

Цилиндрический корпус 10 блока моделирования инерционных масс жестко закрепляются на вибростале 2, с 50 помощью которого блоку 1 моделирования инерционных масс задают вибрации с определенными параметрами.

При этом корпус 10 начинает совершать колебания. Причем основная у инертная масса, образованная цилиндрическим постоянным магнитом 19 с ,крьппками из немагнитного материала катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки непосредственно подключен к первому входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа — к отрицатель- 5 ному выходу второго источника постоянного напряжения, паложительньп» выход которого соединен с переключающим контактом третьего ключа и со вторым выходом первой секционной индукционной катушки, первый вывод второй секционной индукционной катушки подключен к размыкающему контакту третьего ключа и к замыкающему контакту четвертого ключа, второй вывод второй секционной индукционной катушки соединен с замыкающим контактом третьего ключа и с размыкающим контактом четвертого ключа, переключающий контакт которого подключен ка второму входу блока регистрации, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выводами соответственно первой и второй секционной индукционной катушки. 25

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — конструкция блока моделирования инерционных масс. !

Устройства содержит блок 1 моделирования инерционных масс, вибрацианнь»й CTOJI 2, KJIIOMH 3-6, постоянного напряжения 7, 8, блок 9 регистрации. Блок 1 моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус 10, центрирующий стер- З жень 11, цилиндр 12 из магнитопроводного материала, цилиндрические каркасы 13 и 14, секционные индукционные катуп»ки 15-18, цилиндрический постоянный магнит 19, крышки 20 и 21 „0 из немагнитнаго материала, цилиндрический источник сердечник 22 из ферромагнитного материала, цилиндрический каркас 23.

531 4

20, 21, совершают колебания с собственной частотой »

» где у„ — жесткость внешней магнитной пружины, образованной цилиндром из магнитопроводнога материала 12 и цилиндрическим постоянным магнитом

19, а m, — массо цилиндрического постоянного магнита 19 с крьппками из немагнитнаго материала 20 и 21, Дополнительная инертная масса, образованная цилиндрическим каркасом

23 третьей и четвертой секционной индукционной катушкой 17, 18, совершает колебание с собственной частотой,„, где » — жесткость 2

2 п12 внутренней магнитной пружины, образованной цилиндрическим сердечником

22 из ферромагнитного материала и ц»»л»»ндрическ»п» постоянным магнитам 19, m — масса сердечника 22 из ферромагнитного материала, третьего цилиндрического каркаса 23 с третьей и четвертой секционной индукционной катушками 17 и 18.

При пересечении магнитными силами цилиндрического постоянного магнита

19 первой и второй секционной индук" цианной катушки 15, 16, третей и четвертой индукционной катушки 17

I8, в каждой из секций индуцируется ЭДС 1п и 12 соответственно.

Каждая из этих ЗДС подается на отдельные входы блока 9 регистрации 6.

IIo величине»» форме 1,, »» 12 ь»ож»»о судить о динамике движения инертных масс.

В качестве имитируемых основной и дополнительной инертных масс могут быть, например, корпус самолета и двигатель, корпус судна и двигатель, масса фундамента и штока глубинонасосной установки, масса автомобиля и двигатель и т.д.

Для изменения собственной частоты

ы основной»»нерт»»а»» массы. секцион

«ая индукционная катушка 16 через замыкающий контакт ьторога ключа 4 подключается к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения 8. Постоянное регулируемое напряжение, подаваемое в первую секционную кату»пку 16, позволяет изменять жесткость » магнитной пружины, 1 т.е. собственную частоту и>.1.

5 1

Для изменения собственной частоты м дополнительной инертной массы третья и четвертая секциоцная индукционная катушка 17, 18 через замыкающие контакты первого ключа 3 подключаются к выходу первого источника постоянного напряжения 7.

Постоянное регулируемое напряжение, подаваемое в третью и четвертую секционные индукционные катушки 17, 18, позволяет изменять в широких пределах жесткость магнитной пружины, т.е, собственную частотум .

Варьирование частотами ю„, w> позволяет подбирать оптимальное соотношение Х . При подборе оптию2

LO> мального соотношения секционные 2 индукционные катушки 16 и 1$ соединены через третий 5 и четвертый 6 ключи последовательно-согласно, В случае необходимости определения (уточнения) резонансного режима инертной массы m>, секционные индукционные катушки 16 и 15 посредством третьего 5 и четвертого 6 ключей соединяются последовательно-встречно и по двоению (появлению двух

092531 горбов в одной полуволне синусоидального сигнала) судят об основном резонансе дополнительной инертной массы.

5 Устройство для моделирования колебательных объектов позволяет с высокой точностью моделировать динамику двухмассовых колебательных систем.

Устройство позволяет в шИроких пре-!

О делах варьировать жесткость упругих элементов (магнитных пружин), что приводит к вариации с большой точностью собственных частот инертных масс, т.е. к воэмо ности выбора

15 оптимального соотношения и дополнительной массы, что является важнейшей задачей при моделировании колебательных систем.

20 Кроме того, устройство позволяет моделировать динамику движения упруго связанных объектов (штанги и корпуса нефтеперекачивающей установки, корпуса и двигателя летательных

25 аппаратов и морских судов).

Устройство позволяет снизить затраты при испытаниях и подборке дополнительной инертной массы для демпфирующих устройств.

1092531 к.2

Составитель Б.Рыбин

Редактор А.Долинин Техред С.Мигунова Корректор Г.Решетник

Заказ3257/34 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4