Устройство для моделирования коэффициента трения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Н 9) ЯО 01) и 066 7 48 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института (53) 681.333(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 960859, кл. 4 06 4 7/48, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЦЕЛИРОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ по авт.св.9 960859, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью раааирения функциональных возможностей за счет учета экспоненциального изменения .коэффициента статического трения от продолжительности. периодов относительных покоя и движения элементов пары трения, в него введены дополнительный ограничитель, допол нительные источники положительного и отрицательного опорного напряжения и блок моделирования экспоненциального изменения коэффици" ента статического трения, состоящий из двух токозадающих резисторов,ограничительного диода, накопительного конденсатора и операционного усилителя, выход которого через накопительный конденсатор соединен со своим входом, с одним выводом п)ервого токозадакщего резистора и с катодом ограничительного диода, анод которого через второй токозадакщий резистор соединен с другим выводом первого токозадавцего резистора и с выходом операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения:коэффициента статического трения, подключенным к четвертому входу сумматора, управлякщий вход второго ограничителя подключен к управлякщему входу дополнительного ограничителя, первый и второй опорные входы которого соединены соответственно с выходами дополнительных источников положительного и отрицательного опорного ф напряжения, выход дополнительного ограничителя подключен к входу операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании механических систем с парами трения, у которых коэффициент трения движения зависит от относительной скорости скольжения, а коэффициент статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движенияэлементов этих пар с учетом различных постоянных времени экспо ненциальных процессов изменения коэффициентов статического трения в этипериоды.По основному авт.св.СССР Р 960859 известно устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в одну диагональ которого включен инвертор, вход которого является входом устройства, а вершины другой диагонали диодного моста соединены с управляющими входами двух ограничителей, опорные входы которых подключены к соответствующим источникам опорного напряжения, а выходы ограничителей соединены с первым и вторым входами сумматора, третий вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, причем выход этого сумматоуа является выходом устройства 1Недостатком известного устройства является то, что на нем невозможно воспроизводить зависимость . коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов моделируемой пары трения одновременно с зависимостью коэффициента трения движения от скорости. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей эа счет учета экспоненциального изменения коэффициента статического тре ния от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов.Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования коэффициента трения по авт.св. СССР Р 960859 введены дополнительный ограничитель, дополнительные источники положительного и отрицательного опорного напряжения и блок модели рования экспоненциального изменения коэффициента статического трения, состоящий иэ двух токозадающих резисторов, ограничительного диода, накопительного конденсатора и операционного усилителя, выход которого через накопительный конденсатор соединен со своиМ входом, с одним выводом первого токаэадающего резистора и с катодом ограничительного диода,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 анод которого через второй токозадающий резистор соединен с другим выводом первого токозадающего резистора и с выходом операционного усилителя блока моделирования экспоненциаль ного изменения коэффициента статического трения, подключенным к четвертому входу сумматора, управляющий вход второго ограничителя подключен к управляющему входу дополнительного ограничителя, первый и второй опорные входы которого соединены соответственно с выходами дополнительных источников положительного и отрицательного опорного напряжения, выход дополнительного ограничителя подключен к входу операционного усилителя блока моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения.На чертеже представлено, предлагаемое устройство.Устройство содержит диодный выпрямительный мост 1, инвертор 2, основные ограничители 3 и 4, сумматор 5, источники б - 8 опорного напряжения, дополнительные источники 9 и 10 опорного напряжения, дополнительный ограничитель 11, блок 12 моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического трения. Кроме того, диодный выпрямительный мост 1 содержит диоды 13. Инвертор 2 содержит масштабные резисторы 14 и операционный усилитель 15. Основные ограничители 3 и 4 содержат резисторы 16 и диоды 17, Сумматор 5 содержит масштабные резисторы 18 и операционный усилитель 19. Дополнительный ограничитель содержит резисторы 19 и диоды 20, Блок 12 содержит накопительный конденсатор 21, операционный усилитель 22,токозадающие регистры 23 и диод 24 (ограничительный) .Устройство работает следующим образом.Напряжение с входа устройства, пропорциональное скорости относитель ного скольжения элементов моделируемой пары трения, после выпрямления на диодном выпрямительном мосту 1 в виде напряжения, пропорционального модулю скорости, одной полярности через первый основной ограничитель 3, моделирукючий зону нечувствительности с постоянным опорным напряжением от источника б, пропорциональным скорости конца зоны граничного трения, подается на первый вход сумматора 5, а другой полярности через основной ограничитель 4 с постоянным опорным напряжением от источника 7, пропорциональным максимальному изменению коэффициента трения движения в зоне до начала граничного трения, подается1076919 на второй вход сумматора 5, На тре.тий вход сумматора 5 от источника 8 подается постоянное напряжение, пропорциональное экстремальному значению коэффициента статического трения, Одновременно с одной из вершин выходной диагонали диодного выпрямительного моста 1 напряжение поступает на дополнительный ограничитель 11 с постоянными опорными напряжениями от разнополярных источ-.ников 9 и 10, пропорциональных максимальному изменению коэффици-. ента статического трения от времени в периоды относительных покоя или движеыия элементов пары трения. 15 Напряжение с выхода дополнительного ограничителя 11 через блок 12 моделирования экспоненциального изменения коэффициента статического тре.ния подается на четвертый вход сумматора 5. В результате алгебраического суммирования поступакщих напряжений на выходе сумматора 5, т.е.на выходе устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное 75 коэффициенту трения или с падакщей или с горбатой характеристикой зависимости его от величины скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от времени продолжительностей периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов.Выбором соотношений величин емкости накопительного конденсатора 21, сопротивлений токозадакщих резисторов 23,направления установки диода 24 обеспечивается учет ВНИИПИ Заказ 750/46Тираж 699 Подписное филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 в общем случае различных по постоянным времени процессов изменениякоэффициента статического трения отвремени в периоды относительныхпокоя и движения. Переход от одного вида характеристики зависимостикоэффициента трения движения от скорости к другой, например от падающей к горбатой, обеспечивается переключением управлякщего входа дополнительного ограничителя 11 надругую вершину выходной диагоналидисдного выпрямительного моста 1,изменением направления установкидиода 24 и полярности напряженияисточника 8. Воспроизведение отмеченных зависимостей коэффициентатрения расширяет функциональные воэможности. Предлагаемое устройство по сравнению с известным, принятым эа базовый образец, за счет воспроизведения падакщей и горбатой харак. теристик коэффициента трения движения от скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статического трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при различных постоянных времени этих периодов расширяет функциональные воэможности устройства, что позволяет шире использовать аналоговые вычислительные машины для моделирования механических систем с парами трения. Наибольший эффект может быть получен при моделировании на наиболее простых, а следовательно, на наиболее дешевых аналоговых вычислительных машинах.