Устройство для моделирования колебаний

, 6 01 М 7,/О 1. 16 Г 15/04 Гасударственные комитет Совета Министров СССР по делам изобретений(53) УДК 621-525(088,8 ень6 открыт та опубликования описания 03.03.77. Грибов, Ю. И. Жвакин и В. П. Блох 71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИ Изобретение относится к автоматическому управленгпо и регулпрованшо и может быть использовано для моделирования многокаскадных механических колебательных и виброзащитных систем с различными параметрами, а также для гашения колебаний, вызванных воздействием механических факторов.Известен амортизатор, который содержит две связанные между собой емкости, одна из которых соединена с амортизируемым объектом, а другая - разделена на две полости поршнем. Полости связаны между собой трубопроводом, снабженным вентилем,Этот амортизатор представляет собой одно- каскадную систему и потому не может быть использован для целей моделирования сложных многомассовых колебательных систем со многими степенями свободы, Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, которое может быть использовано для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой, и пневматические упругие элементы, подключенные через дроссели к переменным емкостям, установленные на раме соосно и последовательно и связанные между собой при помощи подвижных элементов, Однако известное устройство не может быть использовано для широкого класса моделируемых объектов.Целью изобретения является расширение области применения, В описываемом устройстве это достигается тем, что в нем установлены датчики перемещения и ускорения пневматических упругих элементов, программный 5 блок и размещенный на раме привод регулирующего органа одной из переменных емкостей, вход которого подключен к программному блоку, связанному с датчиками ускорения и перемещения пневматических упругих эле ментов.На фиг. 1 изображена конструктивная схе.ма описываемого устройства, состоящего из трех каскадов; на фиг. 2 - модель, воспроизводящая амортизируемую аппарату ру, уста новленную в кузове автомобиля; на фиг. 3 -модель, воспроизводящая трехмассовую антенную систему.В состав устройства входит основание 1, иакотором жестко укреплена рама 2, образован ная горизонтальной поперечной и двумя вертикальными направляющими, с которыми взаимодействуют платформы 3, 4, 5, имеющие возможность перемещения в вертикальном направлении, Платформы 3, 4, 5 вместе со смен ными грузами 6, 7, установленными на них,представляют сооой подвижные элементы переменных масс. Пневматические упругие элементы 8, установленные на основании 1 и платформах рамы 2 (по числу каскадов), со общаются каждый со своей переменной емко5 10 15 20 25 30 З 5 40 45 50 55 стью цилиндром 9 через дроссели 10. Привод регулирующего органа 11 кинематически связан с поршнем 12 одного из цилиндров 9 и ооеспечивает движение поршня по любому заданному закону, Датчики 13, 14 служат для риксации перемещения и ускорения платформ ч, 5, а следовательно, элементов 8, и передачи данных на регистрирующую аппаратуру 15, например, для записи на осциллограммы,1 остояниое расстояние между основанием 1 и платформами 3, 4, 5 в исходном статическом положении обеспечивается с помощью соответственно включенных регуляторов уровня б. 11 рограммный блок 17 служит для задания программы работы привода регулирующего органа 11.В исходном положении на платформы 3, 4, 5 устанавливают грузы б, ( в масштабе, соответствующем, например, массам неподрессорной части автомооиля (платформас грузом Ь), подрессорной части автомооиля (платформа 4 с грузом О) и аппаратуры (платформа 5 с грузом о, 7). 11 утем подбора объема сжатого газа в переменнои емкости каждого цилиндра 9 и давления в упругих элементах б (в том же масштабе) устанавливаются значения жесткостеи, пропорциональных жесткости шин, рессор и амортизаторов. 1 осредством дросселя 10, тарированного в единицах коэфрнциента сопротивления, устанавливают соответственно значения коэффициентов, пропорциональные коэффициентам сопротивления шин, рессор и амортизаторов, Привод регулирующего органа 11 обеспечивает движение поршня 12 по любому заданному закону, например полигармоническому, случайному, импульсному, с помощью программного олока 1(. выходные параметры - перемещение, скорость и ускорение фиксируются датчиками3, 4 и записываются регистрирующей аппаратурой 15.1.сли записать на ленту осциллограммы аппаратуры 15 одновременно входные и выходные сигналы модели, то можно определить фазовучо характеристику исследуемои много- массовой (в данном случае трехмассовой) системы.11 ри моделировании амортизируемой аппаратуры размещенной, например, в кузове автомооиля модель воспроизводит трехкаскадную схему, показанную на фиг. 2, В данном случае возбуждение следует со стороны дороги. Жесткость Сь С и коэффициенты сопротивления Кь К устанавливают вручную. Варьируя параметрами этих элементов, можно управлять собственными свойствами системы. На фиг, 2 т,С,К, - соответствуют массе амортизированной апаратуры, жесткости и коэффициенту сопротивления исследуемой виброзащитной системы.При имитации ветровой нагрузки привод регулирующего органа 11 отключают от нижнего каскада и подключают к первому - верхнему каскаду (см, фиг. 3), при этом модель позволяет исследовать, например, трех- массовую антенную систему. Здесь тС,К - масса, жесткость, коэффициент сопротивления первого каскада, соответствующие массе зеркала, облучателя и несущей балке.Анализ сложных колебательных систем с использованием описываемого устройства для моделирования колебаний позволяет сохранять физический подход, выявлять возможные ошибки при постановке и формулировании задач и обеспечивает достоверность и точность решения.Проведенные испытания на макете устройства подтвердили простоту выполнения решения дифференциальных уравнений движения и отыскания оптимальных параметров движения, имитирующих колебания аппаратуры, установленной на автомобиле УРАЛ, Конструктивная реализация устройства ие представляет трудностей.Использование устройства на этапах проектирования многокаскадных механических систем позволяет сократить их сроки ориентировочно на 20 - 30%. Формула изобретения Устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой, и пневматические упругие элементы, подключенные через дроссели к переменным емкостям, установленные на раме соосно и последовательно и связанные между собой при помощи подвижных элементов, о т л и ч ающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в нем установлены датчики перемещения и ускорения пневматических упругих элементов, программный блок и размещенный на раме привод регулирующего органа одной из переменных емкостей, вход которого подключен к программному блоку, связанному с датчиками ускорения и перемещения пневматических упругих элементов.546809 Изд.205 Тираж 1054сударственного комитета Совета Министровпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 каз 244,10ЦНИИПИ писно Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель О. Гудковазедактор Л. Тюрина Техред А. Галахова Корректор Л. Денискина