Устройство для моделирования коэффициента трения (его варианты)

.СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9 60607/4 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ второй информационные входы которогоподключены к выходам соответственновторого и третьего источников опорно.го напряжения, выход блока ограниче"ния соединен с первым входом интегра.тора, второй вход которого подключенк выходу четвертого источника опорно.го напряжения.2, Устройство для моделированиякоэффициента трения, содержащее диод"ный выпрямительный мост, в диагональкоторого включен инвертор, выводыдиодного выпрямительного моста под- ,ключены к управляющим входам саответственно первого и второго элементовограничения, информационный вход пер,вого,иэ которых соединен с выходом.тов ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сум- ,матора, выход которого является выходом устройства, вход которого соеди- Яанен с соответствуацим выводом диодно.го выпрямительного моста, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью по.вышения точности, в него введены вто.рой, третий и четвертый источники.опорного напряженияблок ограничения и интегратор, выход которого соединен с третьим входом сувааатораи синформационным входом второго элемен.та ограничения, управляющий.вход которого подключен к управляющейу входу блока ограничения, первый и вто"рой информационные входы которогосоединены с выходами соответственновторого и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограничения подключен к первому входу интег-.ратора, второй вход которого соединен с выходом четвертого источника.опорного напряжения,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р .260292,кл, 6 06 0 7/48, 1968,2. Авторское свидетельство СССР Р 456280, кл, 0 06 С 7/48, 1973 (прототип).(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ МОДЕЛИРОВАНЙЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Устройство для моделирования коэФфициента трения, содержащее диод. ный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы ди. одного выпрямительного моста подключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов ограничения, информационный вход первого из. которых соединен с выходом пер. вого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов .ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сумма" тора, выхрд которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диод- ного выпрямительного моста, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью по. вышения точности, в него введены дополнительный инвертор, второй, тре:тий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интег ратор, выход которого подключен не" посредственно к третьему входу сумма тора, а через дополнительный инвер,тор - к информационному входу второго элемента оураничения, управляющий вход .:которого соединен с управляющим входом блока ограничения, первый иИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназ.начено для моделирования механических систем с парами трения, коэффициенты трения которых зависят от величины скорости относительного скольжения и от продолжительности периодовотносительных покоя и движения элементов этих пар с учетом одинаковыхпостоянных времени экспоненциальных.процессов изменения коэффициентов 10статического трения в эти периоды.Известно устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее двухполупериодный выпрямитель синвертором, три сумматора, операционный Усилитель с ограничителем в цепиобратной связи, интегрирующую цепочку и блок деления, воспроизводящееосновные из известных зависимостейкоэффициентов трения от скорости относительного скольжения с учетом влияния времени продолжительностей периодов относительных покоя и движения элементов моделируемой пары трения 125Недостатком данного устройстваявляется то, что применение нелинейного блока деления отрицательно влияет на точность моделирования пар трения,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является уст"ройство, содержащее диодный .выпрямительный мост, в одну диагональ которого включен инвертор, вход которогоявляется входом устройства, а верши"на другой диагонали диодного выпрямительного моста соединена с управляющими входами двух ограничителей, опор.ные входы которых подключены к соответствующим источникам опорного напряжения, а выходы ограничителей соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого является выхо. -дом устройства 2,Недостатком известного устройства 45является невозможность воспроизводить как Падающую, так и горбатую зависимость коэффициента трения от ско.рости с учетом влияния продолжительности периодов относительных покоя идвижения элементов моделируемой парытрения.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет воспро"изведения падающей и горбатой харак"теристик коэффициента трения движения от скорости с учетом экспоненци"альной зависимости коэффициента статического трения от продолжительнос"ти периодов относительных покоя и 60движения элементов пары трения приодинаковых постоянных времени этихпериодов,. Указанная цель достигается тем,что в устройство для моделирования 65 коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональкоторого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим входам соответственно первого и второго элементов, ограничения, информационный вход первого из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения,выходы первого и второго элементовограничения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диодного выпрямительного моста, введеныдополнительный инвертор, второй, третий и четвертый источники опорногонапряжения, блок ограничения и интер.ратор, выход которого подключен непосредственно к третьему входу сумма.тора, а через дополнительный инвертор - к информационному входу второго элемента ограничения, управляющийвход которого соединен с управляющимвходом блока ограничения, первый ивторой информационные входы которогоподключены к выходам соответственновторого и третьего источников опорного напряжения, выход блока ограничения соединен с первым входом интегра.тора, второй вход которого подключенк выходу четвертого источника опорного напряжения. По второму варианту в устройство для моделирования коэффициента трения, содержащее диодный выпрямительный мост, в диагональ которого включен инвертор, выводы диодного выпрямительного моста подключены к управляющим вхсщам соответственно первого и второго элементов ограничения, информационный вход первого из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, выходы первого и второго элементов ограничения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого соединен с соответствующим выводом диодного выпрямительного моста,введены второй, третий и четвертый источники опорного напряжения, блок ограничения и интегратор, выход кото рого соединен с третьим входом сумма тора и с информационным входом второ. го элемента ограничения, управляющий вход которого подключен к управляющв му входу блока ограничения, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего источников опорно го напряжения, выход блока ограничения подключен к первому входу интегратора, второй. вход которого соединен с выходом четвертого источника опорного напряжения.На фиг. 1 и 2 изображены вариантыпредлагаемого устройства,Устройство содержит диодный выпрямительный мост 1 с инвертором 2, элементы 3 и. 4 ограничения, сумматор 5,дополнительный инвертор б, интегратор 7, блок 8 ограничения и источники 9-12 опорного напряжения, Крометого, диодный выпрямительный мост 1содержит диоды13, инвертор 2 содер.жит операционйый усилитель 14 и,резисторы 15, элементы 3 и 4 ограничения содержат резисторы 16 и диоды 17,сумматор 5 содержит операционный уси.литель 18 и резисторы 19. Инверторб содержит операционный усилитель 20и резисторы 21, Интегратор 7 содержит операционный усилитель 22, конденсатор 23 и резисторы 24. Блок .8ограничения содержит диоды 25 и резисторы 26.Устройство работает следующим образом.;Напряжение с входа устройства,пропорциональное скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, после выпрямленияна диодном мосте 1 в виде напряжения,.пропорционального модулю скорости,одной полярности через первый ограничительный элемент 3, моделирующий зо.ну нечувствительности с постояннымопорным напряжением от источника 9,пропорциональным скорости конца эоныграничного трения, подается на первый вход сумматора 5, а другой.поляр.ности через ограничительный элемент4 с переменным опорным напряжениемот дополнительного инвертора б подается на второй вход сумматора 5. Од"новременно напряжение с одной из вер.шин выходной диагонали диодного выпрямительного моста,1 поступает наблок 8 ограничения и далее на интегратор 7 с постоянными опорными напряжениями от разнополярных источников10 и 11 опорного напряжения, пропорциональными максимальному изменениюкоэффициента статического трения отвремени впериоды относительных покоя или движения элементов пары трения, Напряжение с выхода ограничителя 8 через интегратор 7 подается непосредственно на третий входсуммато.ра 5 и через дополнительный инверторб на опорный вход второго ограничительного элемента 4.Последняя связь выхода интегратора 7 с опорным входом второго ограничительного элемента 4 обеспечивает определенную стабильность минимальных значений падающей зависимости коэффициента трения движения от скорости относительного скольжения в зоне граничного трения, Кроме того, на второй вход интегратора 7 подается постоянное напряжение от источника 12, пропорциональное экстремальному значению коэффициента статического трения. В результате алгебраического суммирования поступающих напряжений на выходе сумматора 5, т,е. на вЫходе устройства вырабатывается напряжение, пропорциональное коэффициенту трения или с падающей,"или горбатой характеристикой зависимости от его величины скорости с учетом экспоненциальной зависимости коэффициента статическо" го трения от продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения при одинаковых постоянных времени этих периодов.Переход от одного вида характеристики зависимости коэффициента.трения движения от скорости к другой, например от падающей к горбатой, обеспечивается переключением управляющего входа ограничителя 8 интегратора 7 на другую вершину выходной диагонали диодного моста.1, исключением дополнительного инвертора 6 (во втором ва. рианте) с непосредсгвевнъвю подключением выхода интегратора 7 к опорному входу второго ограничительного эле" мента 4 и изменением полярности напряжения источника 12, Воспроизведение отмеченных зависимостей коэффициента трения расширяет функциональные возможности устройства. 45 50 нию с прототипом позволяет шире иопользовать аналоговые вычислительныв машины для моделирования механических систем с парами трения. Наибольший эффект может быть.получен при моделировании на ваиболев простых и, следовательно, на ваиболев дввивых аналоговых вычислительных машинах. 5 10 15 20 25 30 35 40 Ъ Предлагаемое устройство по сравне 1,015399Заказ 32 снов Ужгород, ул.Проектная, 4 атентф илиал ПП 47 Тираж 706 НИИПИ Государственно но делам изобретени 13035, Москва, Ж,Подпикомитета СССи открытийауыская наб.