Устройство для модулирования ударного взаимодействия

 

ОП ИСЛНИЕ „„, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛВСТВУ (6!) Дополнительное к авт, свнд-ву (22) Заявлено 14 04.75)21) 2124450/18-24. (5l) И. Кл, G- 06 G 7/48 с присоединением заявки №

Гоаударстееины4 номнтет

Совета Инннетроа аССа

fl0 делам изобретений и аткрн|тий (23) Приоритет (43) Опублнковано25.04.78.Бюллетень ¹» (S3) уттК ЕВ1.335 (0ae.8) (45) Дата опубликования описания 03.05.78 (72) Авторы изобретения

В. П. Жегульский и М. А. Гурин

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М, Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УДАРНОГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться» при исследовании дина.юики ударновибрационных систем и их расчетах, Известнаэлектроннаямодельудара,содер- 5 жашая схему, моделируюшую движение тела до и после удара, и схему для задания послеударной скорости, включаюшук элементы сравнения, реле и запоминающие элементы

g 1). Однако это устройство не позволяет 10 моделировать явление удара с упругим и полуупругим ограничением.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, которое содержит блоки интегрирования ускорения и скорости соудар»пошихся тел и три сумматора, выходы которых соединены соответствуюшими разделительными диодными элементами (21. Ogнако наличие в этом устройстве электроме- >О ханических переключаюших элементов приводит к снижению надежности, увеличению инерционности переключения и усложнению настройки и регулировки схемы. Изменение величины послеударной скорости подбо- ром емкости, кот|денсаторов в цепи обратной связи интегратора усложняет работу с устройством при параметрических исслед» вани ях.

Цель изобретения — увеличение точности моделирования, Это достигается тем., что устройство содержит блок задания разрыва, бесконтактный репейный элемент, блок задания начального зазора, блок задания послеударной скорости и четвертый сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяюшихся тел, а второй вход подключен к разделительному диодт»ому элементу на выходе первого сумматора, выход четвертого сумматора соединен с входом блока интег рирования скорости соударяюшихся тел, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока задания начального зазора, выход блока задания послеударной скорости соединен с первым входом третьего сумматора, второй: вход которого попкл»очен к

60401 О выходу блока интегрирования ускорения соударяющихся тел, разделительные диодные элементы на выходах второго и третьего сумматоров соединены с входами бесконтактного релейного элемента, выход которого сое дине« с первым входом первого сумматора, второй вход которого через блок зада- ния разрыва подключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяюшихся тел.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для моделирования уцарного взаимодействия:«а фиг.2- графики (ot,Þ,4, З,6> t, Q gQ y, g p ц,«о)выходных напр«же«ий блоков структурной схемы.

Устройство содержит блок 1 интегрирования ускорения соуцаряюшихся тел, блок

2 интет рирозания сь-ороспи соударяюшихся тел, сумматор 3, разделительный диодный элемент 4, сумматор 5, бесконтактный релейный элемент 6, блок 7 задания разрыва, разделительный диодный элемент 8, сумматор В, разделительный диоцный элемент 10, сумматор 11, блок 12 задания начального зазора и блок 13 задания послеударной скорости, Между блоком 1 инте рирования ускорения соударяющихся тел и блоком 2 интегрирования скорости соударяющихся тел включен сумматор 3, формирующий скорость, Один вход последнего связан с выходом блока интегрирования ускорения 1, а другой с помощью разделительного диодно-о элемента 4 соединен с выходом сумматора

5, Входы этого сумматора соединены с Bbtходами беско«тактного репейного элемента

6 н блока 7 задания разрыва, Вход последнего связан с выходом блока 1 интегрирования ускорения. Вход бесконтактного релейного элемента 6 связан с помощью разделительного диодного элемента 8 v сумматора 9 с выходом блока 2 интегрирования скорости соударяюшихся тел, а с помощью разделительного диодного элемента 10 и сумматора 11 с выходом блока 1 интегрирования ускорения соударяющихся тел. Llpyrue вхоцы сумматоров 9 и 1 1 соединены с блоками 12 и 13 зацания начального зазора послеударной скорости соответственно.

Устройство для моделирования ударного взаимодействия работает следующим образом, В результате интегрирования ускорения соударяюшпхся тел Х на выходе блока интегрироввиия 1 появляется напряжение, имеющее вид, как показано на фиг, 2,а,,При этол1 график перемещения Х имеет виц, укаэанный на фиг. 2Р. Здесь на первом этапе (до точки 1) происходит раскачивание ударяющего тела под действием возмущаю,щей силы и разгон ego (участок 1-2). В (те 1 - W ) Х„

YA,g х

9 то 1

YI1 2 х г.це

55

Отсюда

60 s

45 точке 2 ударяющее тело наносит по ударяемому телу удар на участке 2»3 происходит их совместное движение. B точке 3 соударяемые тела разделяются и весь цикл повторяется сначала. На выходе сумматора

11 появляется, напряжение, имеющее график, показанный на фиг. 2,8, а благодаря наличию разделительного диод«ого элемента 10 сигнал на входе бесконтактного релейного элемента 6 будет иметь вид, указанный на фиг. 2,г.

Рассуждая аналогичным образом, видим, что на выходе сумматора 9 и на другом входе бесконтактного релейного элемента 6 t Wфики напряжений будут иметь вид соответ ственно, как на фиг. 2,д и фиг. -,e.

На основании изложенного, на входе бесконтактного релейного элемента 6 с характеристикой, показанной на фиг. 2, ® имеем сумму напряжений, идущих с разделительных диодных элементов 8 и 10. График суммы входных напряжений имеет вип по фиг. 2Д; Поэтому бесконтактный релей. ный элемент 6 вырабатывает сигнал согласно фиг. 2,а. B связи с этим на выходе сумматора 5 имеем сумму напряжений (фиг. 2к) бесконтактного релейного элемента 6 и блока задания разрыва 7, а благодаря разделительному диодному элементу 4 на вход сумматора 3, формирующего скорость соударяющихся тел, подается напряжение, имеющее график по фиг, 2,д В результате суммирования выходных напрвкений блока интегрирования ускорения 1 и разделительного диод«ого элемента 4 получаем график скорости ударяющего тела (см. фиг. 2,м}.:

Разрыв функции скорости в точке 2 объясняется падением скорости ударяющего тела при ударе и зависит от соотношения масс соуцаряемых тел. Величина разрыва . устанавливается при помощи блока 7 задания разрыва. Значение коэффициента передачи последнего вычисляется, исходя из,закона сохранения количества движения системы масса ударяю«;его тела; масса ударяемого тела; скорость ударяющего тела в момент удара;

Х„- начальная скорость совместного движения соударяемых тел при ударе.

В то же время А „в устройстве для моделировании ударного взаимодействия по60403 0 лучается в результате суммирования напряжения, соответствующего .скорости до удара Х „c напряжением 8 на разделителю ном диодном элементе 4.

Согласно атому хэ„ и, следовательно, TA .1 кд„- ха ге

1 10

1 =Т=- ц

На основании приведенных расчетов коэффициент передачи блока 7 задания разрыва равен p = „° Задание 1

1 +Т 31 МЧ величины послеуиарной скорости Хр производится блоком 13 задания послеударной скорости, Начальный зазор х0 устанавливается блоком 12 задания начального заэооа. Графики скорости и перемещения для этих случаев изображены соответствен-. но на фиг. 2,ц и фиг. 2,о. и

Формула изобретения

Устройство для моделирования ударного взаимодействия, содержащее блоки интегрирования ускорения и скорости соударяющих- З0 ся тел и три сумматора, выходы которых соединены с соответствующими разделительными диодными элементами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цельк увеличения точности моделирова1п1а, оно содержит блок задания разрыва, бесконтактный релейный элемент, блок задания начального, зазора, блок задания чослеударной скорости и чеч вертый сумматор, первый ьход которого подключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяющихся тел, а второй вход подключен к разделительному диодному элементу на выходе первого сумматора, выход четвертого сумматора соединен- со входом блока интегрирования скорости соударяющихся тел, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом второго сумматора, второй вход ко« торого подключен к выходу блока задания начального зазора, выход блока задания послеударной скорости соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяющихся тел, разделительные диодные элементы на выходах второго и третьего сумматоров соединены со входами бесконтактного релейного элемента, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого через блок задания разрыва подключен к вь.ходу блошка интегрирования ускорения соударяющихся тел.

Исто ники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сб. "Механика машин", вып.33-34, М., "Наука", 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

И 179104, кл, Q 06 G. 7/4S, 1965, 0НИИПИ Заказ 2098/42 Тираж 826 Подписное филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4