Устройство для моделирования нелинейных крутильных колебаний валопроводов

 

(11), 445049

Союз Советских I

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 30. IÎ, yg (21)I84I494/I&24 о оо 7/68 с присоединением заявки

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нэооретеннй и открытий (З2) Приоритет— (53) УЙК 63Е.333д

5Х 08S. 8/

ОпубликовансЩ. 09. 746ктллетень ¹ 36

4 (45), Дата опубликования описания

С.Л. Цыфанский, Ю. В, Барабанов и Г.Ф.Мельников (72) Авторы изобретения (71) Заяви тел ь

/54/ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЯ ВАЛОПРОВОДОВ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для исследования нелинейных крутильных колебаний валопроводов.

Известно устройство, содержащее Т-образную С-цепь и позволяющее моделировать крутильные колебания валопроводов в линейной постановке.

Известное устройство не позво ляет моделировать нелинейные крутильные колебания валопроводов, в конструкцию которых входит муфта с нелинейной упругой характеристикой типа преднатяг. Однако такие муфты находят широкое применение в конструкции валопроводов.

Цель изобретения заключается в создании устройства, позволяюще- о го моделировать с помощью электрических моделей-аналогов крутильные колебания валопроводов, имеющих в своем составе нелинейнйе муфты с преднатягом, и тем самым позволя2 ющего расширить класс задач, решаемых на электрических моделях-аналогах.

Достигается это темчто в Tобразной С-цепи между одним из конденсаторов и соответствующим узлом соединения ее дросселей включены двусторонний диодный ограничитель и управляемый генератор тока вход которого подключен к общей шине соединения конденсаторов С-цепи, шина нулевого потенциала присоединена к узлу соединения двустороннего диодного ограничи теля с конденсатором, а выход управляемого генератора подключен к узлу соединения двустороннего диодного ограничителя с дросселями.

На фиг. I приведена электрическая схема конечно-разностно3 электрической модели-аналога валопровода, состоящая из Т-образной

ЬС - цепи и дополнительной схемы, включаемой между узлами а и б (3>т - погонныу момент инерции

Ц аналогий, в которой ток-аналог угловой скорости, интеграл от тока— гол поворота, напряжение - момент. ак как для муфты с преднатягом

5 деформация пружин начинается только тогда, когда крутящий момент достигнет значения Ag, определяемого величиной первоначального сжатия пружин (см. фиг. 2), то в принятой системе аналогий элементаналог преднатяга должен иметь характеристику падения напряжения ст интеграла от тока, представлен15 ную на фиг. 3.

До тех пор, пока напряжение в узле а относительно узла б будет меньше напряжения диодов ао ток в цепи между узлами а и б будет отсутствовать (см. фиг. I). При этом токи, протекающие через дроссели Ь и l,< равны, что соответствует случаю жесткого соединения полумуфт. При »И один из диодов, в зависимости от знака напряжения Ор, открывается и начинается заряд конденсатора о . Для зо определенности примем, что ток заряда „, направлен от узла а к узлу б. Относительно узла б при этом g д g . С появлением напряжения на конденсаторе 0с появляется ток управляемого генератора тока „ . Режим работы генератора тока выбирается таким, чтобы при 0 r О ток q

Qg токи i g p N LB направлены согласно. При этом диод,Д > открыт и суммарное падение напряжения меж. ду узла и а и б равно сумме

Ыз ср . После окончания заряда конденсатора начинается его разряд. Ток разряда направлен в сторо ну, противоположную току заряда, в рассматриваемом случае от узла б к узлу а . Что касается тока, то и при разряде конденсатора до тех пор, пока О направление i «ц остается неизменным. Таким образом, в данном случае токи i „ и < z„, про445049 валопровода, 6 O — погонная жесткость кручения, Л x — шаг раэ. биения); на фиг. 2 — упругая характеристика муфты — зависимость передаваемого крутяжего момента от угла взаимного поворота полумуфтф на фиг. 2 — соответствующая ей характеристика электрического аналога.

Устройство состоит из последовательно соединенных дроселей

,, причем узлы соединения двух последовательных дросселей через конденсаторы С соединены с общей шиной конденсаторов. В место поста новки нелинейно" муфты с преднатягом узла соединения дросселей (аналогов моментов инерции полумуфт) соединен с конденсатором g< (аналогом жесткости муфты) через двусторонний диодный ограничительЯ и З источником постоянного напряжения Од .

Узел б соединения конденсатора

С с общей шиной конденсаторов оС вЂ” цепи соединен со диодом управляемого генератора тока, состоящего из последовательно соединенных усилителя и сопротивления служащего для преобразования выходного напряжения усилителя в ток. Выход управляемого генератора тока соединен с узлом а соединения дросселей Ь hz и диодного ограничителя. Шина нулевого потенциала усилителя присоединена к узлу соединения диодного ограничителя с конденсатором Со (точка "О").

Такой способ соединения шины нулевого потенциала усилителя позволяет избежать самовозбуждения усилителя.

При изменении порядка соединения входа усилителя и шины нулевого потенциала в момент открытия одного из диодов Выход усилителя о соединяется с его входом через малое сопротивление открытого диода и усилитель самовозбуждается.

Диодный ограничитель построен по схеме встречно-параллельного включения выпрямительных диодов с подпором от источника постоянного

Йапряжения. Генератор тока собирается на базе операционных усилителей АВМ, выпускаемых промышлен-. ностью

В устройстве использована первая система электромеханических

4 текающие через диодныИ- ограничитель, направлены встречно. Так как знак падения напряжейия на диодном ограничителе определяется направлением протекающего через него тока, то при соблюдении условия с ц . р р и при разряде конденсатора падение напряжения на диодном ограничителе будет оставаться положительным, а суммарное падение напряжения между узлами а и б как при заряде, так и при разряде конденсатора до тех пор, пока Осо о будет разно + Ие ср

В момент смены знака напряжения на конденсаторе направление тока zg меняется на противоположное и совпадает со знаком тока заряда конденсатора в отрицательном полупериоде. При этом падение напряжения на диодном. ограничителе скачком изменяется от +@ до — 0д, a суммарное падение напряжения между узлами а и б становится равным -g> - до тех пор, пока Усц д . Дальше процесс повторяется.

В результате график измена

45049 ния напряжения между, узлами а и б ь= МйчЯ рн) будет иметь вид, совпадающий с требуемой зависймостью (фиг. 3,.

При этом величина подпора дйодов

0р является аналогом значения крутящего момента М (см. фиг. 2), определяемого величиной первоначального сжатия пружин муфты.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для моделирования нелинейных крутильных колебаний валопроводов, содержащее Т- образную С вЂ” цепь, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит в цепи между одним из конденсаторов 6 С -цепи и соответствующим узлом соединения ее дросселеИ двусторонниИ диодныИ ограничитель и управляемыИ генератор тока, вход которого подключен к общей шйне

25 соединения конденсатора С- цепи, шина нулевого потенциала присоединена к узлу соединения двустороннего диодного ограничителя с конденсатором, а выход управляезо мого генератора подключен к двустороннему диодному ограничителю с дросселями.

Редактор

Составитель

Ю. Барабанув д „„, g .Сенина

Заказ 36

Тираж б2!!

Подписное

Изд. М9 ф,3

111!И!!!1И! осударственного комитета Совла Министров СССР

IIo делам изобретений и открмтий

Москва, 1!3035, Раушская иаб., 4 ! !!н дирнятие «1!атент», Москва, Г-59, Берем<невская наб., 4