Устройство для модулирования ударного взаимодействия

Союз Советских Социалистииеских Республик) ополн ельное к авт, свид.ву1 4. 04 75(21) 212445 И. Кл,06 6 7/48 лен присоединением заявкиГосударстееииы 4 комитет Совета Иинистроа ЕССр оо делам изобретений и открвтий(72) Авторы изобретения кий В, П.. А. Гурин на Трудового Красного Знамени полнтехннческинститут имени С, М, Кирова ральскнй 1) Заявитель ТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УДАРНОГОВЗАИМОДЕЙСТВИЯ(54) Уст Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться при исследовании динамики ударновнбрационных систем и их расчетах,Известиаэлектроннаямодельудара,содержащая схему, моделирующую движение тела до и после удара, и схему для задания после- ударной скорости, включающую элементы сравнения, реле и запоминающие элементы11, Однако это устройство не позволяет моделировать явление удара с упругим и полуупругим ограничением.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, которое содержит блоки интегрирования ускорения и скорости соударнтошихся тел и три сумматора, выходы которых соединены соответствующими разделительными диодными элементами Я, Однако наличие в этом устройстве электроме- ф ханических переключающих элементов приводит к снижению надежности, увеличению инерционности переключения и усложнению настройки и регулировки схемы. Изменение величины послеударной скорости подбонсато ов в ц и,кон нтег ром емкост де р епи обратной связи и ратора усложня аботу сустройством при параметричес сследьваниях.Цель изобретения - увеличение т носи моделирования,Это достигается тем, что устройствосодержит блок задания разрыва, бесконтактный релейный элемент, блок задания наО чального зазора, блок задания послеударной скорости и четвертый сумматор, 1 тервый вход которогс подключен к выходублока интегрирования ускорения соударяющихся тел, а второй вход подключен к раз 5 делительному диодному элементу на выходе первого сумматора, выход четвертогосумматора соединен с входом блока интег- рирования скорости соударяюшихся тел, выход которого является выходом устройстваО и соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен квыходу блока задания начального зазора,выход блока задания послеударной скорости соединен с первым входом третьего сум 2 матора, второй: вход которого подключен к ет рких и оч 5т50 60 выходу блока интегрирования ускорения соударяющихся тел, разделительные диодные эле.менты на выходах второго и третьего сумматоров соединены с входами бесконтактногорелейного элел 1 ента, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого через блок зада-ния разрыва подключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяющихся тел.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для моделирования ударноговзаимодействия:на фиг.2- графики (О,Ю,4, З,д, ,ЯЩ ,ка,м,н,а)выходных напряжений блоков структурной схемы,Устройство содержит блок 1 интегрирования ускорения соуцаряющихся тел, блок2 интегрирования скороспи соударяющихсятел, сумматор 3, разделительный диодныйэлемент 4, сумматор 5, бесконтактныйрелейный элемент 6, блок 7 задания разрыва, разделительный диодный элемент 8,сумматор В разделительный диоцный элемент 10, сумматор 11, блок 12 заданияначального зазора и блок 1 3 задания послеударной скорости,Между блоком 1 интегрирования ускорения соударяюшихся тел и блоком 2 интегрирования скорости соударяыцихся телвключен сумматор 3, формирующий скорость,Один вход последнего связан с выходомблока интегрирования ускорения 1, а другой с помощью разделительного пиодногоэлемента 4 соединен с выходом сумматора5, Входы этого сумматора соединены с выходами бесконтактного репейного элемента6 и блока 7 задания разрыва, Вход последнего связан с выходом блока 1 интегрирования ускорения. Вход бесконтактного релейного элемента 6 связан с помощью разделительного пиодного элемента 8 и сумматора 9 с выходом блока 2 интегрированияскорости соударяюшихся тел, а с помощьюразделительного диодного элемента 1 О исумматора 11 с выходом блока 1 интегрирования ускорения соударяющихся тел. Другие вхоцы сумматоров 9 и 11 соединены с,блоками 12 и 13 зацания начального зазора послеударнсй скорости соответственно,Устройство для моделирования ударноговзаимодействия работает следующим образом,В результате интегрирования ускорениясоударяющихся тел Х на выходе блока интегрирования 1 появляется напряжение,имеющее вид, как показано на фиг, 2,а,Приэтом график перемещения Х имеет вип,укаэанный на фиг. 2 ф. Здесь на первом этапе (до точки 1 ) происходит раскачиваниеударяющего тела под действием возмущаю,щей силы и разгон его (участок 1-2). В 15 20 25 30 35 40 45( т 1 ъ 1 + 1 т 2 ) Хмасса ударяюп;его тела; масса ударяемого тела; скорость ударяющего тела в момент удара; г,це 6 Х - начальная скорость совместного движения соударяемых тел при уларе.Отсюда ИВ то же время х в устройстве длямоделировании ударного взаимодействия поточке 2 ударяющее тело наносит по ударяемому телу удар на участке 23 происходитих совместное движение. В точке 3 соударяемые тела разделяются и весь цикл повторяется сначала. На выходе сумматора11 появляется, напряжение, имеющее график, показанный на фиг. 2,8, а благодаряналичию разделительного диодного элемента 10 сигнал на входе бесконтактного релейного элемента 6 будет иметь вид, указанный на фиг. 2,г,Рассуждая аналогичным образом, видим,что на выходе сумматора 9 и на другом входебесконтактного релейного элемента 6 графики напряжений будут иметь вид соответотвеяно, как на фиг, 2,ди фиг. 2,е.На основании изложенного, на входебесконтактного релейного элемента 6 с характеристикой, показанной на фиг, 2,И имеем сумму напряжений, идущих с разделительных диодных элементов 8 и 10. График суммы входных напряжений имеет виппо фиг. 2 Д; Поэтому бесконтактный релейный элемент 6 вырабатывает сигнал согласно фиг, 2,0, В связи с этим на выходесумматора 5 имеем сумму напряжений(фиг. 2 к) бесконтактного релейного элемента 6 и блока задания разрыва 7, и благодаря разделительному диодному элементу 4на вход сумматора 3, формирующего скорость соударяющихся тел, подается напряжение, имеющее график по фиг, 2,л В результате суммирования выходных напрвкений блока интегрирования ускорения 1 иразделительного диодного элемента 4 получаем график скорости ударяющего тела(см, фиг. 2,м).:Разрыв функции скорости в точке 2 объясняется падением скорости ударяющего тела при ударе и зависит от соотношениямасс соупаряемых тел, Величина разрыва,устанавливается при помощи блока 7 заданияразрыва. Значение коэффициента передачи последнего вычисляется, исходя из,закона сохранения количества движения системы60403 0 и ие. лучается в результате суммирования напряжения, соответствующего .скорости до удара Х с напряжением Е на разделителюном диодном элементе 4,Согласно атому= -. - г вц2.На основании приведенных расчетов коэффициент передачи блока 7 задания разрыва равен р = Задание11 фщ т 1 ъвеличины послеупарной скорости Х производится блоком 13 задания послеупарной скорости, Начальный зазор х 0 устанавливается блоком 12 задания начального заэооа, Графики скорости и перемешения для этих случаев изображены соответствен-. но на фиг, 2,и и фиг. 2,о,25Формула изобретения Устройство для моделирования ударноговзаимодействия, содержащее блоки интегрирования ускорения и скорости соударяюших- З 0 ся тел и три сумматора, выходы которых соединены с соответствуюшими разделительными диодными элементами, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с цельк увеличения точности моделирова 1 п 1 я, оно содержит блокэапания разрыва, бесконтактный релейныйэлемент, блок задания начального зазора,блок задания чослеударной скорости и четвертый сумматор, первый ьход которогоподключен к выходу блока интегрированияускорения соударяюшихся тел, а второйвход подключен к разделительному диодному элементу на выходе первого сумматора,выход четвертого сумматора соединен совходом блока интегрирования скорости соударяюшихся тел, выход которого являетсявыходом устройства и соединен с первымвходом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока заданияначального зазора, выход блока заданияпослеударной скорости соединен с первымвходом третьего сумматора, второй входкоторого попключен к выходу блока интегрирования ускорения соударяюшихся тел, разделительные диодные элементы на выходахвторого и третьего сумматоров соепиненысо входами бесконтактного релейного элемента, выход которого соединен с первымвходом первого сумматора, второй вход которого через блок задания разрыва подключен к выходу блошка интегрирования ускорения соударяющихся тел,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Сб. "Механика машин", вып.33-34,М"Наука", 1972.2. Авторское свидетельство СССРК 179104, кл, Я 06 6. 7/48, 1965,