Устройство для моделирования силы трения

 

Изобретение относится к аналоговой вичислительной технике и предназначено для использования при моделировании систем с парами треиия,.особенно систем с релаксационными колебаниями . Цель изобретения - повьппение точности моделирования. Устройство содержит вход и выход по сигналам, пропорциональным соответственно скорости относительного перемещения элементов пары и силе сопротивления зтой пары, два Интерросумматора, сумматор, два инвертора, два блока умножения, два ключа и четыре источника постоянных напряжений, соответствующих максимальной силе трения покоя и скольжения и предельному предварительному смещенмо. Устройство позволяет воспроизвести зависимость силы сопротивления в ггодслнруёмой паре трения от направ ления скорости скольжения ее элементов , от их предварительного смещения с учетом да ссипации энергии .в процессе этого смещения. 1 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК

„„SU„„399779 д11 4 С 06 С 7/48

1 фЩ(Д1(. »". ) -..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4!68!57/24-24 (22) 29.12.86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Г.В. Трель (53) 681.333(088.8) (S6) Авторское свидетельство СССР

I1 999071, кл. С 06 С 7/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР

11 1103251, кл, С 06 С 7/25, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИЛЫ ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к аналого. вой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании систем с парами трения, особенно систем с релаксационнвии колебаниями. Цель изобретения — повьппение точности моделирования. Устройство содержит вход и выход по сигналам, пропорциональным соответственно скорости относительного перемещения элементов пары и силе сопротивления этой пары, два интегросумматора, сумматор, два инвертора, два блока умножения, два ключа и четыре источника постоянных напряжений, соответствующих максимальной скпе трения покоя и скольжения и предельному предварительному смещению. Устройство позволяет воспроизвести зависимость силы сопротивления в моделируемой паре трения от направ ления скорости скольжения ее элемен-: тов, от их предварительного смещения 19 с учетом диссинации энергии .в про-. цессе этого смещения. 1 ил.

1 399179

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделиI ровании систем с парами трения, силы сопротивления которых зависят в режиме относительного движения элементов пар от направления скорости их скольжения, а в режиме их относительного покоя — от предварительного смещения 10 и от диссипации энергии в контакте пары в процессе этих смещений, особенно систем с релаксационными колебаниями.

Цель изобретения — повышение точ- 15 ности моделирования эа счет более

: точного воспроизведения петли гисте, резиса предварительного смещения в контакте пары трения.

На чертеже представлена .схема уст- 20 (; ройства.

Устройство содержит первый 1 и

1 второй 2 интегросумматоры, сумматор 3, первый 4 и второй 5 инверторы, пер вый 6 и второй 7 блоки умножения, первый 8 и второй 9 ключи, выполненные на реле 10-13 с нормально разомкчутыми контактами 14-17, пороговый блок 18 на разнополярных компараторах 19 и 20, первый 21, второй 22,,30 третий 23 и четвертый 24 ограничители, выполненные соответственно на диодах 25-28, масштабных 29-32 и согласующих 33-36 резисторах, первый 37 и второй 38, третий 39 и четвертый 40 ( попарно разнополярные источники постоянных напряжений, пропорциональ ных у первых двух максимальной силе трения в относительном покое и скольжении элементов пары, а у вторых 40 двух — предельному предварительному смещению этих элементов.

В процессе моделирования с входа устройства сигнал, соответствующий скорости о(t) относительного переме- 45 щения 3 (t) элементов моделируемой пары трения, одновременно поступает на второй вход сумматора 3, на вход порогового блока 18 непосредственно и через второй интегросумматор 2 на входы второго блока 7 умножения. В зависимости: от полярности сигнала ско-, рости f(t) пороговый блок 18 с помощью раэнополярных компараторов 19 и

20 на первом и втором выходе вырабатывает сигнал управления, который подают соответственно на первые или вторые управляющие входы первого 8 и второго 9 ключей.

С выхода первого блока 6 умножения сигнал, соответствующий произведению

T(t) ° T(t) силы сопротивления T(t) в паре трения на ее скорость T(t), через первый инвертор 4 подают на первый информационный вход первого ключа 8 и непосредственно на второй информационный вход этого ключа ° С выхода второго блока 7 умножения сигнал, соответствующий произведению

3(t) h (t) предварительного смещения

F,(t) на скорость 8 (t) относительного перемещения элементов пары непосредственно подают на первый информационный вход второго ключа 9 и через второй инвертор на его второй информационный вход. При.положительной полярности сигнала 3(t) реле 10 и !2 включает контакты 14 и 16, а при отрицательной — реле ll и 13 включает контакты 15 и 17. В результате сигналы с выходов первого 8 и второго 9 ключей поступают соответственно на первый и третий входы сумматора 3, с выхода которого сигнал, соответствующий скорости T(t) силы сопротивле-, ния Т(й) пары трения, непосредственно и через первый интегратор 1 подают на входы первого блока 6 умножения, Сигнал с выхода первого интегросумматора. 1, соответствующий T(t), поступает на выход устройства и на информационные входы первого 21 и вто4 рого 22 ограничителей, которые при достижении этим сигналом величины, соответствующей максимальной силе тре\ ния покоя и скольжения Т, шунтируют этот .интегросумматор и останавливают процесс интегрирования, ограничивая тем самья его выходной сигнал.

Для обеспечения необходимого уровня ограничения сигналы с выходов первого 27 и второго 38 источников по=" стоянного напряжения подают на соответствующие опорные входы первого 21 и второго 22 ограничителей.

Сигнал иа выходе второго интегросумматора 2, соответствующий предварительному смещению 6,(й) элементов пары трения, ограничивают величиной, соответствующей предельному предварительному смещению о, с помощью третьего 23 и четвертого 24 ограничителей и третьего 39 и четвертого 40 источников постоянного напряжения.

Процесс этого ограничения аналогичен описанному для первого интегросумматора l.

l399779

В результате устройство воспроизводит зависимость силы сопротивления

T(t) в -моделируемой паре трения от направления скорости скольжения, пред.5 варительного смещения S (t) и дисси к

Fdt+c при (1

J н

3 Sgnt, при Р =3 при8> О, при о =О, при 8 0;

+(К,3,-К Т )Ядп3 +С Т при )Р )а 5

Sgn8 0

- 1

Т

Т Sgng

=1;

2п с выходом "Больше" порогового блока, первый информационный вход первого ключа соединен с выходом первого инвертора, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, о т .25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй интегросумма-. тор, ограничители, второй инвертор, второй блок умножения, второй ключ, 30 второй и третий источники постоянного напряжения, пропорционального максимальной силе трения скольжения, и четвертый источник постоянного напряжения, пропорционального предельному предварительному смещению, информационный вход устройства подкгпочен к входу порогового блока, к второму входу сумматора, первому входу второго интегросумматора и к первому ð входу второго блока умножения, выход второго интегросумматора соединен с вторым входом второго блока умножения, выход второго ключа соединен с третьим входом сумматора, выход

lt fl

Больше порогового блока подключен к первому управляющему входу второго ключа, вторые управляющие входы первого и второго ключей соединены с и выходом Меньше"порогового блока, пер5О вый и второй входы первого блока умножения подключены соответственно к выходам сумматора и первого интегросумматора, выход первого блока умножения соединен с входом первого инвертора и вто-

5 рым информационным входом первого ключа, выход второго блока умножения непосредственно через второй инвертор подключен к соответствующим информационным входам второго ключа, выход при IS где 6 (t) — скорость относительного перемещения элементов пары трения;

Р„, — предельное предваритель-. ное смещения;

Т". — максимальная сила трения

Т7) покоя и скольжения элементов пары; — моменты времени начала и и конца j-го интервала интегрирования, соответствующие моментам реверса элементов пары ($дпР Ф

OSgn 8 „, tö, О);

С",С вЂ” начальные условия интег3 рирования на j-м интервале;

К„ - коэффициент жесткости идеального контакта (без учета диссипации энергии);

K,Кз — коэффициенты петли гистерезиса.

Выбором величин Т„;-ГН, 8 f 4Б, К; 4К, К I/f и К =! /fN обеспечива.ют учет влияния постоянных величин коэффициента трения f и нормального усилия N в контакте пары на величину ее силы сопротивления.

Формула и э обретения

Устройство для моделирования силы трения, содержащее первый интегросумматор, первый инвертор, первый блок умножения, первый ключ, пороговый блок и первый источник постоянного напряжения, пропорционального максимальной силе трения покоя, причем выход первого интегросумматора является выходом устройства, первый управляющий вход первого ключа соединен пации энергии в процессе этого смещения, учитываемую петлей гистерезиса с параболическими ветвями, описываемую системой уравнений

1399779

Составитель В, Геча

Редактор М. Циткина Техред А.Кравчук, Корректор И, Шароши

Заказ 2668/50 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб °, н. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 первого интегросумматора соединен с ииформационными входами первого и вторОго ограничителей, выход второго интагросумматора подключен к информа5 цИонным входам третьего и четвертого ограничителей, выходы первого и второга ограничителей соединены с вторым вкодом первого интегросумматора, выходы третьего и четвертого ограничителей подключены к второму входу второго интегросумматора, опорные входы всех ограничителей соединены соответ-. ственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого источников постоянного напряжения.