Способ определения силы сухого трения и коэффициента вязкого трения в колебательной системе

 

Изобретение предназначено для количественного определения силь F сухого кулонова трения и коэффициента b вязкого трения в упруголинейной колебательной системе с одной степенью свободы. Цель - повышение точности определения диссипативных параметров колебательной системы путем 1 Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для идентификации силы F сухого трения, подчиняющейся, закону Кулона, и коэффициента b линейновязкого трения в упруголинейной диссипативной колебательной системе с одной степенью свободы. Целью изобретения является повышение точности определения диссипативных параметров колебательной системы путем исключения апериодичности движения в средне-, сильнои передемпфированных колебательных системах о исключения апериодичности движения в сильнодемпфированных и передемпфированных колебательных системах. К колебательной системе дополнительно параллельно присоединяют линейноупругий элемент с регулируемой жесткостью , обеспечивающей количество полуразмахов затухающего процесса свободных колебаний в пределах 5-10, возбуждают свободные колебания системы и регистрируют любые три последовательные амплитуды отклонений системы от положения равновесия AJ , А,-, , Aj, кроме первой и последней , и условный период Т, а силу F сухого трения и коэффициент Ь вязкого трения определяют из отношений: F К s А,-, -A)A +2/Aj- b 4гаУТ-1п А)-А ,u,/A ;,- -А ,- + 2 где К 5; суммарная жесткость системы после присоединения упругого элементаj m - приведенная масса системы. 4 ил., 1 табл. На фиг. 1 изображена конструкция устройства для реализации способа (пневмоцилиндр одностороннего действия ) ; на фиг. 2 - математическая модель пневмоцилиндра} на фиг. 3 i график апериодического движения идентифицируемой системы без дополнительного упругого элемента, выведенный из положения равновесияj на фиг. 4 - график свободных колебаний системы с дополнительным упругим элементом. Идентифицируемая колебательная система представляет собой пневмоци . линдр 1 одностороннего действия с с (Л Од sl j: Oi ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 N 19/02

ВСЕСОЮЗКАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ лыщ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4232321/25-28 (22) 20.04.87 (46) 23.03.89. Бюл. М - 11 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я. Пельше (72) Ь.В. Лушников, С.Л. Цыфанский и И.А.Магонс (53) 620,178 ° 16(088.8) (56) Биберман В.Л. Теория механических колебаний, — N.: Высшая школа, 1980, с. 24-29, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ СУХОГО

ТРЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОГО ТРЕНИЯ

В КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕ>й (57) Изобретение предназначено для количественного определения силы F сухого кулонова трения и коэффициента Ь вязкого трения в упруголинейной колебательной системе с одной степенью свободы. Цель — повышение точности определения диссипативных параметров колебательной системы путем

1.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для идентификации силы F сухого трения, подчиняющейся. закону Кулона, и коэффициента Ь линейновязкого трения в упруголинейной диссипативной колебательной системе с одной степенью свободы.

Целью изобретения является повышение точности определения диссипативных параметров колебательной системы путем исключения апериодичности движения в средне-, сильно- и передемпфированных колебательных системах. исключения апериодичности движения в сильнодемпфированных и передемпфированных колебательных системах. К колебательной системе дополнительно параллельно присоединяют линейноупругий элемент с регулируемой жесткостью, обеспечивающей количество полуразмахов затухающего процесса свободных колебаний в пределах 5-10, возбуждают свободные колебания системы и регистрируют любые три последовательные амплитуды отклонений системы от положения равновесия

А., A А,, кроме первой и последней, и условный период Т, а силу F сухого трения и коэффициент

Ь вязкого трения определяют из отношений: F = К А;., -A À „+ /Ai

А 2

-A;, J b = 4m/Т.1п(А;-А;,,/А;„—

-A;,q ) где К - суммарная жесткость системы после присоединения упругого элемента; m — - приведенная масса системы. 4 ил., 1 табл.

На фиг. 1 изображена конструкция устройства для реализации способа (пневмоцилиндр одностороннего действия); на фиг. 2 — математическая модель пневмоцилиндра; на фиг. 3— график апериодического движения идентифицируемой системы без дополнительного упругого элемента, выведенный из положения равновесия, йа фиг. 4 — график свободных колебаний системы с дополнительным упругим элементом.

Идентифицируемая колебательная система представляет собой пневмоци.линдр 1 одностороннего действия с

1467455 кость системы

4m Ai-А +

b = — 1n 1

Т А;, -А; гдеА;, А

i+re A i+2 — последовательная амплитуда отклонений.

К вЂ” суммарная жест-, А;+,, 10 м А;,„, 10 м Т, с К 10ýН/м ш, кг

5,52 / 3,68 0,012 8,6 0,33

А, 10 м

7,48 подпружиненным пружиной 2 поршнем

3 и штоком 4, на который устанавливается датчик 5 виброперемещений, связанный с вибропреобразовательным устройством 6, запоминающе осциллографом или самописцем 7, и дополнительно установленный линейно-упругий элемент 8.

Способ реализуется следующим образом.

К колебательной системе дополнительно параллельно присоединяют линейно-упругий элемент с изменяющейся жесткостью, которая выбирается из условия обеспечения полуразмахов затухающего процесса свободных колебаний в пределах 5-10, возбуждают свободные колебания системы, регистрируют последовательные амплитуды отклонений системы от положения равновесия, а силу Р сухого трения и коэффициент Ъ вязкого трения определяют иэ соотношений

A i+w A iA i < °

F K

А;-А;,q

Расчет искомых параметров дает следующие результаты: Р = 6,69 Н;

Ъ = 6,72 Н,С/м.

Формула изобретения

Способ определения силы сухого трения и коэффициента вязкого трения в колебательной системе, заключающийся в том, что возбуждают свободные колебания системы, регистрируют последовательные амплитулы отклонений системы от положения равновесия

Ъ и с их учетом определяют силу F cyxoro трения и коэффициент Ь вязкого трения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения силы F сухого трения и коэффициента Ъ вязкого трения путем после присоединения упругого элемента, Т вЂ” условный период свободных колебаний;

m — приведенная мас1О са системы.

Пример. При выведении поршня со,штоком .из положения статического равновесия процесс свободных колебаний представляет собой быстрозатухающее апериодическое движение, не позволяющее идентифицировать силу сухого трения и коэффициент вязкого трения.

Параллельное присоединение допол-. нительного линейно-упругого элемент та 8 при тех же начальных условиях позволяет реализовать процесс свободных колебаний с количеством полуразмахов в оптимальных пределах 5-10.

25 Определяя значения трех последовательных амплитуд отклонений А;, А ;„, а также условный период Т, возможно оценить действующую в системе силу сухого трения F и коэффициент

30 Ъ силы вязкого трения. При этом суммарная жесткость системы К =К+К д,„ предварительно определяется из независимого статического эксперимента, так же как и масса поршня со штоком (см. таблицу).

Ч%

4Ц исключения апериодичности движения в средне-сильно- и передемпфированных колебательных системах, суммарную жесткость колебательной системы у" "личивают путем присоединения к

45 ней параллельно линейного упругого элемента регулируемой жесткостью, которую изменяют до обеспечения полуразмахов затухающего процесса свободных колебаний в пределах 5-10, а силу F сухого трения и коэффициент

Ь вязкого трения определяют соответственно из соотношений

A A iA ;, F=K

А;- А; +

А;-A i

4m . 1п — - — - ——

Ь

Т

А ° -А ° 1 i +2 где К вЂ” суммарная жесткость системы

5 14б7455 после присоединения упругого элемента,Н/и;

A;, — последовательные амплитуды отклонений системы, м; — приведенная масса системы, кг, — условный период свободных колебаний системы, с, Фиг. 2

К, 1467455

Фиг Ф

Составитель Ю.Асриянц

Техред М. Хода нич Корректор А.Кравчук

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1188/40 Тираж 788 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101