Устройство для моделирования механических систем с трением (его варианты)

 

1. Устройство для моделирования механических систем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения , ДБа-масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства,- вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора , выход которого соединен с первым выводом четырехдиодного ограничительного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста , отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с входом интегратора , выход которого подключен через инвертор к информационным входам первого и второго блоков ограничения, первый и второй управляющие входы первого из которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения . , 2. Устройство для моделирования механических систем с тренИем, содержащее шесть источников опорного напряжения , два масштабных резистора и интегратор, выход которого являЧется выходом устройства, вход которого .соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вьшод которого подключен к входу.интегра-. тора, выход которого соединен с первым выводом четырехдиоднрго ограничительного моста, второй вывод кото (Л рого подключен к входу интегратора, выход первого и второго источников с опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, отличаю две с я, тем, что, с целью повышения точности , в наго введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых соответственно к входу интегратора и к первому вьЁводу второго масштабного резистора, второй вывод СП которого соединен с входом интегра4 тора, выход которого соединен через инвертор с информационным входом второго блока ограничения и непосредственно с информационным входом-первого блока ограничения, первый и второй управляющие входы первого блока ограничения соединены с выходами соответственно третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соотве.тственно пятого и шестого источников опорного напряжения . 3. Устройство для моделирования 4exaничecкиx систем с трением, содер

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(58 G 06 G 7 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA. (21) 3373607/18-24 (22) 30.12.81 (46) 30.04.83. Вюл. 9 16 (72) Г.B..Трель и О.В.Косорукова (71) Филиал Владимирского политехнического института в г. Коврове (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 263294, кл, G 06 G 7/48, 1968.

2. ABторское свидетельство СССР

Р 366478, кл. С 06 G 7/48, 1971 (прототип), (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ТРЕНИЕМ(ЕГО

ВАРИАНТЫ) ° (57) 1. Устройство для моделирования механических систем с трением, содер жащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства; вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выводом четырехдиодного ограничитель. ного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выходы первого и второго источников опор1 ного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него .введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен через инвертор к информационным входам пер- вого и второго блоков ограничения, первый и второй управляющие входы первого из которых соединены соответственно с выходами третьего и четвер„„Su„„1015400 А

I того источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения.

2. Устройство для моделирования механических систем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу.интегра» . тора, выход которого соединен с первым выводом четырехдиодного ограни- Я чительного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход первого и второго источников опорного напряжения соединены соот- С ветственно с третьим и.четвертым выводами четырехдиодного ограничитель- Я ного моста, о т л и ч а ю щ а е с я . тем, что, с целью повышения точности, в него введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых соответственно к входу интег. Сии ратора и к первому выводу второго laaaL масштабного резистора, второй вывод в . которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен через Вф@ инвертор с информационным входом вто-,ав рого блока ограничения и непосредственно с информационным входом .перво- {„,) . го блока ограничения, первый и второй управляющие входы первого блока ограничения соединены с выходами со- р» ответственно третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения.

3. Устройство для моделирования механических систем с трением, содер1015400

2 жащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого соеди.нен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выво- дом четырехдиодного ограничительного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выходами четырехдиодного ограничительного моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него вве дены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен через ин-, вертор с информационным входом первого блока ограничения и непосредственно с информационным входом второго блока ограничения; первый и второй управляющие входы первого блока огра ничения соединены с выходами соответственно третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения.

Изобретение относится к аналого ой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании механических систем с парами, трения, силы трения которых зависят 5 от направления и величины относительной скорости скольжения элементов пары трения, Известно устройство для моделирования механических систем с трением, содержащее интегрирующий операционный усилитель, диоды и входные резис. торы с четырехдиодным мостовым элементом, включенным между суммирующей точкой и выходом интегрирующего уси- 15 лителя, воспроизводящее эффект действия на инерционную массу сил трения покоя и сил трения движения при условии, что максимум силы трения покоя совпадает по величине с силой трения движения (11 .

Недостатком данного устройства яв-, ляется то, что нелинейные.характеристики используемых диодов воспроизво4, Устройство для моделирования механических систем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с пер" вым выводом четырехдиодного ограничи. тельного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора; второй вывод которого соединен. с входом интегратора, выход которого подключен к информационным входам первого и второго блоков ограничения, первый и второй управ ляющие входы первого из которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения. дят только узкий класс нелинейных зависимостей, имеющих место при трении.

Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности является уст. ройство для моделирования механических систем с трением, содержащее интегрирующий операционный усилитель, диоды, входные резисторы с четырехдиодным мостовым элементом, включен.ным между суммирующей точкой и выходом.интегрирующего усилителя, и промежуточный инерционный усилитель с ограничением, что дает воэможность воспроизведения различий между трени- ем покоя и трением движения (2).

Недостатками известного устройства являются низкая точность и ограниченные функциональные возможности при моделировании механических систем; имеющих сложные зависимости диасипативных сил -от относительной скорости скольжения элементов пары трения.

l0l5400

Цель изобретения - повышение точ--. ности и расширение функциональных воэможностей устройства.

Указанная цель достигается. тем, что в устройство для моделирования механических систем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй выход которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выводом четырехдиодного ограничительного моста, второй .вывод которого под ключен к входу интегратора, выходы первого и второго .счетчиков опорного напряжения соединены соответственно с третьим и че гвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, .введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которого соединен с входом интегратора, выход котораго подключен через инвертор к информационным входам первого и второго блоков ограничения, первый .и второй управляющие входы первого из которых соединены соответ" ственио с выходами третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй .управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения °

По второму варианту в устройство для моделирования механических систем с -трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выходом четырехдиодного ограничительного моста, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход первого и второго источников опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, введены инвертор и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к.входу интегратора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод которо-го соединен с входом интегратора, выход которого соединен через инвертор с информационным входом второго бло ка ограничения и непосредственно с информационным входом первого блока ограничения, первый и второй управляющие входы первого блока ограничвнин соединены с выходами соответственно третьего н четвертого источников опорного напряжения, а первый и вто-рой управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения.

По третьему варианту в устройство для моделирования механических сис10 тем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два масштабных резистора.и интегратор, выход которого соединен с первым.выводом первого масштабного резистора, 15 второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выводом четырехди-, одного ограничительного моста, вто-;рой вывод которого подключен к входу

20 интегратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения соеди-. нены соответственно с третьим и четвертым выводами четырехдиодного ограничительного моста, введены инвертор

25 и первый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора-и к первому выводу второго масштабного резис- тора, второй вывод которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен через инвертор с информационным входом первого блока ограниче.ния и непосредственно с информацион-. ным входом второго блока ограничения, первый и второй управляквр е входы пер ваго блока ограничения соединены с выходами соответственно третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения сое40 динены с выходами соответственно пятого и.шестого источников опорного напряжения.

Ilo четвертому варианту в устройст"- во для моделирования механических

4S систем с трением, содержащее шесть источников опорного напряжения, два. масштабных резистора и интегратор, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен к входу интегратора, выход которого соединен с первым выводом четырехдиодного ограничительного моста,. второй вывод которого подключен к-вхо- ду интегратора, выходы первого и второго источников опорного напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым выходами четырехдиодного ограничительного моста, введены пвр60 вый и второй блоки ограничения, выходы которых подключены соответственно к входу интегратора и к первому .выводу второго масштабного -резистора, второй вывод которого соединен с вхо65 дом интегратора, въ1ход которого под1015400 ключен к информационным входам первого и второго блоков ограничения, первый и второй управляющие входы первого из которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого источников опорного напряжения, а первый и второй управляющие входы второго блока ограничения соединены с выходами соответственно пятого и шестого источников опорного напряжения.

На фиг, 1-4 представлены варианты предлагаемого устройства.

Устройство содержит интегратор 1, масштабные резисторы 2, четырехдиодный ограничительный мост 3, блоки

4 и 5 ограничения, источники 6-11 15 опорного напряжения и инвертор 12.

Кроме того, интегратор 1 содержит операционный усилитель 13 и конденсатор 14. Четырехдиодный ограничительный мост 3 содержит диоды 15 и 2() реэисторы 16, Блоки 4 и 5 ограниче-. ния содержат диоды 17 и резисторы 18.

Инвертор 12 содержит, операционный усилитель 19 и резисторы 20.

Устройство работает следующим об- у5 разом.

Напряжение с входа устройства, пропорциональное активной силе P действующей на моделируемую механическую систему, поступает на вход ин. тегратора 1, выходной сигнал которо"го поступает на его вход по параллельным цепям: через четырехдиодный ограничительный мост 3 с опорным напряжением от источников 6 и 7, последовательно соединенные инвертор

l2 и ограничитель 4, моделирующий зону нечувствительности, с опорным напряжением от источников 8 и 9, инвертор 12 и ограничитель 5 с опорным напряжением от источников 10 и 11 ° B 40 результате алгебраического суМмирования напряжений, поступивших на вход интегратора 1, и последующего интегрирования на выходе интегратора, т.е. на выходе устройства, вырабатывается 45 напряжение, пропорциональное относительной скорости скольжения элементов пары трения моделируемой механической системы в режимах полусухого, граничного и полужидкостного трения (фиг. 1) °

В случае осуществления второго варианта (фиг, 2) выходной сигнал интегратора 1 поступает на его вход по параллельным цепям: через четырехдиодный ограничительный мост 3, ограничитель 4, моделирующий зону нечувствительности, и последовательно соединенные инвертор 12 и ограничи тель 5.

В случае осуществления третьего варианта (фиг. 3) выходной сигнал интегратора 1 поступает на его вход по параллельным цепям: через четырехдиодный ограничительный мост 3, последовательно соединенные инвертор 12 и ограничитель 4, моделирующий зону нечувствительности, и ограничитель 5.

В случае осуществления четвертого варианта (фиг. 4) выходной сигнал интегратора 1 поступает на его вход по параллельным цепям: через четырехдиодный ограничительный мост 3, ограничитель 4, модулирующий зону нечувствительности, и ограничитель 5.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом дает воэможность получить зависимости скорости механической системы от действующей на нее активной силы с учетом сложных нелинейных зависимостей силы трения от скорости: падающих и падающих с жидкостным трением, горбатых и горбатых с жидкостным трением. Кроме того настройкой резисторов можно отразить зависимости в режимах сухого или жидкостного трения, а также при их совокупности, т.е, устройство отражает большинство известных зависимостей скорости механической системы от действующей на нее активной силы, что расширяет функциональные возможности устройства.

1015400

1015400

1015400

1015400

Редактор Ю.Ковач

Составитель В.Рыбин

Техред Т. Фанта. Корректор В. Гирняк

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 3218/47 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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