Устройство для моделирования силы трения

Союз СфаетснккСоцкалксткчеснккРеспублик Гесуда ый кфмитет СССРие авкйи взвари вткрыт(7 ) Заявитель ровский фили ческого инстит кого политех лады(54) УСТРОЙСТВО йства являботы -и:ьза вязей меж Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования механических систем с парами трения, силы трения которъас зависят от напряжения и величины отно 5 сительной скорости скольжения элементов пары трения.Известно устройство для моделирования сухого трения, еодержашее разистщж и диоды в качестве нелинейных и ключевых щ элементов и операционный усилитель, воспроизводящее нелинейную зависимость, подобную ."падакицейф характеристике зависимости силы трения от скорости относительного скольжения элементов па-ры трения С 13 .Недостатком этого устройства является то, что нелинейные характеристики ислоль зуемых диодов воспроизводят только доста- ща точно узкий класс нелинейных зависимостей, имеющих место при трении. Это оь рицательно сказывается на точности мо делирования из-за малой точности аппро- .Ф МОДЕЛИРОВАНИЯ СИЛЬРЕНИЯ ксимации зависимостей сил трения от скорости скольжения.Наиболее близким й сущности к изобретство, содержащеевоспроизведения аинверторы, электр. ратор, цеаи ограни увст 3 тельности 12 .Недостатком этого устро эта ся низкая точность его раболыцого числа элементов и сду ними.Бель изобретения - повъпцение точности моделирования, упрощение устройства и расширение функциональных возмоисф ностей его применения.Указанная цель достигается тем, что в устройство для. моделирования сипы трения, содержащее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого источника положительного опорного напряжения и пррвого источника отрица30 тельного опорного напряжения, первыйи второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники положительного и отрицательного опорных напряжений и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока ограничения, введены третий и четвертый блокизадания зоны нечувствительности и третьиисточники положительного и отрицательного опорных напряжений, выходы которых 1 Оподключены соответственно к первым нсодам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности, выходыкоторых соединены соответственно свторым и третьим входами сумматора,восход которого является выходом устройства, а вход подключен к вторымвходам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности и к входуинвертора, выход которого соединен стретьим входом блока ограничения и с первыми входами первого и второго блоковзадания зоны нечувствительности, вторыевходы которых соединены соответственно с выходом второго источника положительного опорного напряжения и с выходом второго источника отрицательногоопорного напряжения, выходы первогои:второго блоков задания зоны нечувствительности соединены соответственно счетвертым и пятым входами сумматора.На чертеже схематически изображенопредлагаемое устройство,Устройство содержит инвертор 1, блоки 2 и 3 задания зоны нечувствительности, сумматор 4, блок 5 ограничения,блоки 6 и 7 задания зоны нечувствительности, источники 8,9 и 10 положительного напряжения и источники 11, 12 и 13отрицательного опорного напряжения.Устройство работает следующим обра 40зом,Напряжение со входа устройства, пропорциональное скорости относительногоскольжения элементов моделируемой пары трения, поступает через инвертор 1на первый вход сумматора 4 с ограничением, задаваемым блоком 5 ограничения,первый и второй входы которого подипочены к источникам 12 и 9 разнополярных напряжений, пропорциональных экстр мальному значению силы трения в зонеграничного трения, на четвертый и пятыйвходы сумматора 4 через блоки 2 и 3задания зоны нечувствительности с опорными напряжениями от источников 11 и8 раэнополярных напряжений, пропорциональными скорости конца эоны граничного трения, одновременно входное напряже. 64 4ние через блоки 6 и 7 задания зоны нечувствительности с опорными напряжениями от источников 13 и 10 разнополярных напряжений, пропорциональными минимальному значению силы трения в зоне до начала граничного трения, подается на второй и третий входы сумматора 4. В результате алгебраичного суммирования поступивших напряжений на выхо-" де сумматора 4, т. е, на выходе устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное силе трения и воспроизводящее "падающий "."характер зависимости силы трения от скорости скольжения в режимах полусухого, граничного и полу- жидкостного трения. Переход от "падающей характеристики трения к" "горбатой" обеспечивается простым переключением первого входа сумматора 4 с выхода. инвертора 1 на вход устройства по скорости относительного скольжения,.Указанное выполнение устройства, сокращая число используемых элементов и связей, в:егда имеющих определенные погрешности, по сравнению с прототипом, принятым за базовый образец, дает возможность с более высокой точностью получить нелинейные зависимости силы трения от скорости относительного скольжения, 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 силы трения от скорости относительного скольжения элементов модулируемой пары трения, что дополнительно повышает точность моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых являются функциями скорости скольжения, и расширяет функциональные возможности применения устройства, Это позволяет моделировать механические системы с парами трения на наиболее простых и, следовательно, нанаиболее дешевых аналоговых вычислительных машинах. Ф ормул а изобретения Устройство для моделирования силы трения, содержащее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого источника положительного опор ного напряжения и первого источника отрицательного опорного напряжения, первый и второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники поИИ Тираж 704 Подписи каз 11 жгород, ул. Проектная, 4 Филиал ППП Патен 5989864ложительного и отрицательного опорных нен с третьи вх блим входом ока ограниченапряжений и сумматор, первый вход ко- . ния и с первыми входами первого и втоторого соединен с;выходом блока огра- рого блоков задания зоны нечувствительничения, отличающееся емтем, ности, вторые входы которых соединены что, с целью повьппения точности, в не-соответственно с в ыходом второго источго введены третий и четвертый блоки ника положи ельположительного опорного напряжезадания зоны нечувствительности и третьи ния и с выходом втом орого источника отри- источники положительного и отрицатель- нательного опго опорного напряжения, выходы ного опорных напряжений, выходы кото дпервого и вто блорого оков задания эоны рых подключены соответственно к пер нечувствительт ительности соединены соответст вым входам третьего и четвертого бло- венно с четвс четвертым и пятым входами сумцов задания зоны нечувствительности, матора.выходы которых соединены соответствен- Источни вф рсточники вформации, но с вторым и третьим входами суммцто- принятые во внимание при экспе тизе ра, выход которого является выходом 15 1. Авторское свидетельство СССР устройства, а вход подключен к вторым % 211885,кл, 6 06 О 7/48, 1967. за авходам третьего и четвертого блоков 2. Авторское свидетельств СССР адания зоны нечувствительности и к % 324636, кл. 6 06 6 7/68 1970оЭ входу инверторв, выход которого соеди- (прототип).