Способ определения момента инерции тела

СОЮЗ СОВЕТСНИХ рС 01 М ПО САНИЕ ИЗОБРЕТ-28 45 6.84. Бюл, В 24Мельников, Н,С. Матшовнградский ордена ТруЗнамени институт точоптики1.05:531.24(088.8)ернет М.М. и РатобылОпределение моментоМ., "Иашиностроение"137-157.орское свидекл. 001 И) в го ногой метельство 1/10, 198 Ю С(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТАИНЕРЦИИ ТЕЛА, заключающийся в том,что тело устанавливают на платформус горизонтальной осью врйцения и известным дисбалансом, сообщают ейвращательное движение и измеряют епараметры при одном значении дисбаланса, по которым аналитически определяют момент инерции, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности определения, дополнительно измеряют параметры движения при втором значении дисбаланса, а за измеряемый параметр принимают мгновенную угловую скоростьплатформы при четырех ее угловыхположениях, отличающихся друг отдруга на угол Х,11005 Изобретение относится к машино.строению и может быть использованопри определении моментов инерциипроизвольных тел,Известен способ определения момента инерции тела, заключающийсяв том, что тело устанавливают наплатформу, сообщают ей вращательноедвижение, определяют его параметрыи по результатам аналитически расчитывают момент инерции тела, В известном способе определение параметров движения тела осуществляют измерением времени опускания груза, приводящего платформу во вращательное15движение посредством гибкой нити 113.Недостатком известного способаявляется низкая точность определениямомента инерции, обусловленная неточным учетом сил трения, которые полагаются постоянными.Наиболее близким к изобретениюявляется способ определения моментаинерции тела при котором тело устанавливают на платформу с гориэон 25тальной осью вращения н известнымдисбалансом, сообщают ей вращательное движение и измеряют его параметры при одном значении дисбаланса, покоторым аналитически определяют момент инерции. В известном способеопределяют параметры колебательногодвижения тела т.е. период колебаний 23.Однако для известного способахарактерна низкая точность определения момента инерции тела, обусловленная тем, что не учитываются силы трения при колебательном движении платформы. 40Цель изобретения - повышение точности определения момента инерциитела за счет болееточного учета силтрения.Поставленная цель достигается тем.45что согласно способу определения момента инерции тела, заключающемусяв том, что тело устанавливают наплатформу с горизонтальной осью вращения и известным дисбалансом, сообщают ей вращательное движение и измеряют его параметры при одном значении дисбаланса, по которым аналитически определяют момент инерции,дополнительно измеряют параметры 55движения при втором значении дасбаланса, а эа измеряемый параметрпринимаютмгновенную угловую скорость 05 2платформы при четырех ее угловыхположениях, отличающихся друг отдруга на угол М .На чертеже изображена схема устройства для реализации способа определения момента инерции тела.Устройство содержит платформу 1 сгоризонтальной осью вращения длязакрепления контролируемого тела 2и,цва сектора 3, закрепленные подвижно на оси вращения платформы 1 исоздающие известный дисбаланс.Способ определения момента инерции тела реализуется следующим образом.На платформу 1 закрепляют контро-:лируемое тело 2, сектора 3, создаюище дисбаланс, Фиксируют под произвольным углом относительно тела 2,например равным нулю, приводятплатформу 1 в свободное вращательноедвижение и измеряют мгновенную угловую скорость платформы 1 при четырех ее последовательных положениях, отличающихся друг от друга наугол Х . Измерения проводят с помощью двух датчиков (на чертеже непоказаны) мгновенной угловой скорости, расположенных в вертикальнойплоскости с обоих сторон платформы 1.После этого, изменив взаимное по-ложение секторов 3, например на угол,равный 25, повторяют измерения.Свободное вращение платформы изза наличия дисбалансов и возможногосмещения центра масс тела с оси вращения платформы неравномерно.Изменение кинетической энергииплатформы с телом при ее поворотена угол от 0 до 11, можно выразить+о 12 21:25+4 аЕ+А, (1где Э - момент инерции тела отно-."сительно оси вращенияплатформы,Э " момент инерции платформыотносительно оси вращения,цо,и 1 - мгновенные угловые скорости платформы при углеее поворота 0 и У соответственно,5 - статический момент телаотносительно оси вращения,25 - работа сил тяжести тела,равная произведению еговеса 5 на путь, пройденО ш в .значение мгновенной угловойскорости после изменениядисбаланса платформы.Таким .образом благодаря тому, чтоизмеряется мгновенная угловая скощ рость вращения платформы при четырех ее положениях и различных дисбалансах платформы, повышается точность определения момента инерциитела, за счет учета и исключения из 2 расчетных уравнений работы силтрения,А 2 2 А.+ А)1 Составитель В. Григорьев Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Ильин Редактор Т, Парфенова Заказ 4572/33 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 110ный центром его масс25 = 2 6 а, где а - смещение центра масс телаот оси вращения,4 М - работа снл тяжести секторов,Й - вес сектора,6 - расстояние от оси вращения платформы до центра масс сектора,А - работа сил трения,Аналогично (1) можно написать выражения для изменения кинетическойэнергии платформы с телом и для остальных участков движения на участке3-гт,(и, цРг 5.ае.д (з)Полагая, что работы сил трения наразличных участках движения связаны .соотношением 0505 4и, составляя выражения изменения кинетической энергии при движенииплатформы с развернутыми на угол 2 рсекторами, учитывая, что работа силтяжести секторов при этом равна4 Мсоз , после преобразования записанных зависимостей получаем329 0 1- сов ф Асоз рЭ:Э; 52 Ягде д-ц -ц +о -о