Устройство для моделирования силы трения

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании систем с парами трения, силысопротивления которых зависят в режиме относительного движения элементовпар от направления скорости нх скольжения, а в режиме их относительногопокоя - от предварительного смещения Ои от диссипации энергии в контактепары в процессе этих смещений, особенно систем с релаксационными колебаниями.Цель изобретения - повышение точности моделирования эа счет болееточного воспроизведения петли гисте, резиса предварительного смещения вконтакте пары трения.На чертеже представлена .схема уст,ройства.Устройство содержит первый 1 ивторой 2 интегросумматоры, сумматор 3,первый 4 и второй 5 инверторы, первый 6 и второй 7 блоки умножения, 25первый 8 и второй 9 ключи, выполненные на реле 10-13 с нормально разомкчутыми контактами 14-17, пороговыйблок 18 на разнополярных компарато-рах 19 и 20, первый 21, второй 22, ,30третий 23 и четвертый 24 ограничите-ли, выполненные соответственно на диодах 25-28, масштабных 29-32 и согласующих 33-36 резисторах, первый 37 ивторой 38, третий 39 и четвертый 40попарно разнополярные источники постоянных напряжений, пропорциональ"ных у первых двух максимальной силетрения в относительном покое и скольжении элементов пары, а у вторых 40двух - предельному предварительномусмещению этих элементов,В процессе моделирования с входаустройства сигнал, соответствующийскорости 3(с) относительного перемещения 3элементов моделируемойпары трения, одновременно поступаетна второй вход сумматора 3, на входпорогового блока 18 непосредственнои через второй интегросумматор 2 навходы второго блока 7 умножения. Взависимости: от полярности сигнала ско-,рости о(с) пороговый блок 18 с помощью раэнополярных компараторов 19 и20 на первом и втором выходе вырабатывает сигнал управления, который подают соответственно на первые или вторые управляющие входы первого 8 и второго 9 ключей. С выхода первого блока 6 умножениясигнал, соответствующий произведениюТ(1) Т(С) силы сопротивления Т(й)в паре трения на ее скорость Т,через первый инвертор 4 подают напервый информационный вход первогоключа 8 и непосредственно на второйинформационный вход этого ключаСвыхода второго блока 7 умножения сигнал, соответствующий произведению3(Т) 8предварительного смещенияР (Г) на скорость У(С) относительногоперемещения элементов пары непосредственно подают на первый информационный вход второго ключа 9 и черезвторой инвертор на его второй информационный вход, При.положительнойполярности сигнала о(й) реле 10 и 2включает контакты 14 и 16, а при отрицательной - реле 11 и 13 включаетконтакты 15 и 7. В результате сигналы с выходов первого 8 и второго 9ключей поступают соответственно напервый и третий входы сумматора 3,с выхода которого сигнал, соответствующий скорости Т(С) силы сопротивле-,ния Т(й) пары трения, непосредственнои через первый интегратор 1 подаютна входы первого блока 6 умножения,Сигнал с выхода первого интегросумматора. 1, соответствующий Т, поступает на выход устройства и на информационные входы первого 21 и вто 1рого 22 ограничителей, которые придостижении этим сигналом величины,соответствующей максимальной силе трения покоя и скольжения Т, шунтируютэтот интегросумматор и останавливаютпроцесс интегрирования, ограничиваятем самья его выходной сигнал.Для обеспечения необходимого уровня ограничения сигналы с выходов первого 27 и второго 38 источников по:"стоянного напряжения подают на соответствующие опорные входы первого 21и второго 22 ограничителей,Сигнал на выходе второго интегросумматора 2, соответствующий предварительному смещению в (С) элементовпары трения, ограничивают величиной,соответствующей предельному предварительному смещению 8 , с помощью третьего 23 и четвертого 24 ограничителей и третьего 39 и четвертого 40источников постоянного напряжения.Процесс этого ограничения аналогиченописанному для первого интегросумматора 1.)Я 0 1с выходомпервый ин Т Ярп при где В (с) - ско 2 ключа сое нтегтеррирования на 1-м вале;- коэффициент жестк идеального контак 35 остита (бе чета диссипации эне 40 В результате устройство воспроизводит зависимость силы сопротивления Т(г.) в моделируемой паре трения от направления скорости скольжения, пред5 варительного смещения о (1) и диссирость относительного перемещения элементов пары трения;предельное предваритель-. ное смещения;максимальная сила трения покоя и скольжения элементов пары;моменты времени начала и конца 1-го интервала интегрирования, соответствующие моментам реверса элементов пары (ЯдпРФ 4 Яап 8 ф я, О) ф начальные условия и гии);К ,К - коэффициенты петли гистерезиса.Выбором величин Т;-ГЯ,8 Г Б, К; 4 К, КИ и К =1 ИМ обеспечива.ют учет влияния постоянных величин коэффициента трения Ю и нормального усилия И в контакте пары на величину ее силы сопротивления. формула и э о б р е т е н и яУстройство для моделирования силы трения, содержащее первый интегросумматор, первый инвертор, первый блок умножения, первый ключ, пороговый блок и первый источник постоянного напряжения, пропорционального максимальной силе трения покоя, причем выход первого интегросумматора является выходом устройства, первый управляющий вход первого ключа соединен пации энергии в процессе этого смещения, учитываемую петлей гистерезисас параболическими ветвями, описываемую системой уравнений Больше" порогового блока,ормационный вход первогоинен с выходом первого инвертора, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, о т ." л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй интегросумма-. тор, ограничители, второй инвертор, второй блок умножения, второй ключ, второй и третий источники постоянного напряжения, пропорционального максимальной силе трения скольжения, и четвертый источник постоянного напряжения, пропорционального предельному предварительному смещению, информационный вход устройства подключен к входу порогового блока, к второму входу сумматора, первомувходу второго интегросумматора и к первомувходу второго блока умножения, выходвторого интегросумматора соединен свторым входом второго блока умножения, выход второго ключа соединенс третьим входом сумматора, выход 1 11Больше порогового блока подключен к первому управляющему входу второго ключа, вторые управляющие входы первого и второго ключей соединены свыходом Меньше"порогового блока, первый и второй входы первого блока умножения подключены соответственно к выходамсумматора и первого интегросумматора,выход первого блока умножения соединен с входом первого инвертора и вто-рым информационным входом первогоключа, выход второго блока умножениянепосредственно через второй инверторподключен к соответствующим информационным входам второго ключа, выход1399779 ечаук Корректор И. Шаро едактор М кина Подписнокомитета СССРи открытийская наб., 4/5 Заказ 2668 13035,дственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород у р первого интегросумматора соединен с ииформационными входами первого и вторОго ограничителей, выход второго интЮгросумматора подключен к информа 5 цИонным входам третьего и четвертого ограничителей, выходы первого и второго ограничителей соединены с вторым вкодом первого интегросумматора, выСоставитель В,Техред А.КравчТираж 704Государствениогелам изобретенийосква, Ж, Рауш ходы третьего и четвертого ограничителей подключены к второму входу второго интегросумматора, опорные входывсех ограничителей соединены соответственно с выходами первого, второго,третьего и четвертого источников постоянного напряжения,