Устройство для моделирования колебательных объектов

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН авБОа). Щ 2 зш С 06 6 7/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мф(71). Уфимский завод горного оборудования и Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 698014, кл. С 06 С 7/48, 1979.2. Иенс Трампе Брох. Измерение механических колебаний и ударов Дания, Копенгаген, 1973, с. 170 (прототип). лены две крышки из немагнитногоматериала, в которых выполнены центрирующие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен сердечник из ферромагнитногоматериала, между которым и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас,в пазах которого размещены третья ичетвертая секционные индукционныекатушки, первые выводы которыхобъединены, причем отрицательныйвыход первого источника постоянногонапряжения через первый замыкающийконтакт первого ключа подключен кпервому выводу третьей секционнойРиндукционной катушки, второй выводкоторой через второй замыкающийконтакт первого ключа соединен спервым положительным выходом первого источника постоянного напряжения,второй положительный выход которогочерез третий замыкающий контакт первого ключа соединен со вторым выводом четвертой секционной индукционной катушки, первый вывод первойсекционной индукционной катушки Слнепосредственно подключен к первому. входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа - котрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, положительный выход которого соединен спереключающим контактом третьего :Вфключа и со вторым выводом первойсекционной индукционной катушки,первый вывод второй секционной индукционной катушки подключен к размыкающему контакту третьего ключа и кзамыкающему контакту четвертогоключа, второй вывод второй секцион(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее вибрационный стол, на которомустановлен блок моделирования индукционных масс и блок регистрации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены четыре ключа, два источникапостоянного напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержитцилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стержень, в средней части цилиндрического корпуса, по его внутреннемурадиусу, жестко установлен цилиндриэ магнитопроводного материала,над которым и под которым расположенпервый и второй цилиндрические каркасы, в пазах каждого из которыхразмещены соответственно первая ивторая секционные индукционныекатушки, внутри цилиндра из магнитопроводного материала расположенцилиндрический постоянный магнит,к которому сверху и снизу прикреп.ной индукционной катушки соецинец с эамыкаюшим контактом третьего ключа и с размыкающим контактом четвертого ключа, переключающий кантаккоторого подключен ко второму входу 1092531блока регистрации, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выводами соответственно первой и второй секционной индукционнойкатугеки, Изобретение относится к электромеханическому моделированию в машиностроении, приборостроении судостроении, саееолетостраении, нефтедобыче,энергетике, метрологии и т.,ц. иможет быть использовано для созданиядинамических моделей широкого классафизических устройств и систем.Известно устройство для модели"рования колебательных систем содержащее генератор частоты, Форьяераватель сигнала виброскарости, усили-.тель, блок эадаешя начальных параметров, механическую колебательнуюсистему, регистрирующий блок, интегратор, дифферецциатор, регулируемыеусилители, клеочее сигцум-реле исумматор 1.1 3.К недостаткам данцого устройстваотносятся: низкая точность, невозможносте моделирования динамикикрупногабаритного оборудования инизкая надежность из-за наличиясложной измерительной систе."иНаиболее близким па техническойсущности к изобретению являетсяустройство для моделирования колеба"тельных объектов,. содержащее вибрациоепеый стол, ца котором устаногленблок моделирования инерционных масс 30и блок регистрации 2.1.Недостатками этого известногоустройства. является низкая точность,невозможность моделирования динамчкьекрупногабаритного оборудования беэ 3замены основной и дополнительнойееееертнеех масс большие затратье .анатурные испытания и подбор дополни-тельной инертной массы,Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройства для моделирования колебательных объектов, содержалееБбоацееоц;еьей стол, ееа кстарам устачовлен блок моделирования инерциоепеых масс и блок регистрации,введены четыре ключа, два источникапостояцнога напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержитцилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стер"жень, в среднеи части цилиндричсского корпуса, па ега внутреннему радиусу,жестка установлен цилиндр иэ магни-топрбводного материала, над которым и подкоторым расположены первый и второйцилиндрический каркасы, в пазахкаждого из которых размещены соответственно ееервая и вторая секционныеиндукционные катушки, внутрицилиндра из магнитапроводного материала расположен цилиндрическийпостоянный магнит к которому сверхуи снизу прикреплены две крышки изнемагцитного материала, в которыхвыполнены центрирующие отверстия,внутри цилиндрического постоянногсмагнита размещс.н цилиндрическийсердечник из ферромагнитного материала между которым и цилиндрическимпостоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазахкоторага размещены третья и четвертая секционные индукционные катуппси,первые выводы которых объединены,:пичем отрицательный выход первогоисточника постаяннога напряжениячерез первый замыкающий контактпервого ключа подключен к первомувыводу третьей секционной индукционной катушки, второй вывод которойчерез второй замыкающий контактпервого ключа соединен с первымположительным выходом первого источника постояннога напряжения, второйположительный выход которого черезтретий замыкающий контакт первогоключа соединен со вторым выводом1092 1 О Устройство работает следующим образом.Цилиндрический корпус 10 блока моделирования инерционных масс жестко закрепляются на вибростоле 2, с 5 ц помощью которого блоку 1 моделирования инерционных масс задают вибрации с определенными параметрами,При этом корпус 10 начинаетсовершать колебания. Причем основнаЯ 55 инертная масса, образованная цилиндрическим постоянным магнитом 19 с ,крьппками из немагнитного материала катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки непосред-, ственно подключен к первому входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа - к отрицатель ному выходу второго источника постоянного напряжения, положительньп выход которого соединен с переключающим контактом третьего ключа и со вторым выходом первой секционной индукционной катушки, первый вывод второй секционной индукционной катушки подключен к размыкающему контакту третьего ключа и к замыкающему контакту четвертого ключа, второй вывод второй секционной индукционной катушки соединен с замыкающим контактом третьего ключа и с размыкающим контактом четвертого ключа, переключающий контакт которого подключен ко второму входу блока регистрации, третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выводами соответственно первой и второй секционной индукционной катушки. 25На Фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на Фиг. 2 - конструкция блока моделирования инерционных масс.Устройство содержит блок 1 моделирования инерционных масс, вибрационный стол 2, клочи 3-6, источники постоянного напряжения 7, 8, блок 9 грегистрации. Блок 1 моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус 10, центрирующий стер- З жень 11, цилиндр 12 из магнитопроводного материала, цилиндрические каркасы 13 и 14, секционные индукционные катупки 15-18, цилиндрический постоянный магнит 19, крышки 20 и 21 о из немагнитного материала, цилиндрический источник сердечник 22 из Ферромагнитного материала, цилиндрический каркас 23. З 31 4где З - жесткость внешней магнитной пружины, образованной цилиндром из магнитопроводного материала 12 и цилиндрическим постоянным магнитом 19, а ш, - массо цилиндрического постоянного магнита 19 с крьппками из немагнитного материала 20 и 21,Дополнительная инертная масса, образованная цилиндрическим каркасом 23 третьей и четвертой секционной индукционной катушкой 17, 18, совершает колебание с собственной частотой, 2 , где- жесткость22 - п 12внутренней магнитной пружины, образованной цилиндрическим сердечником22 из Ферромагнитного материала ицилиндрическим постоянным магнитом 19, и - масса сердечника 22 изФерромагнитного материала, третьегоцилиндрического каркаса 23 с третьейи четвертой секционной индукционнойкатушками 17 и 18.При пересечении магнитными силамицилиндрического постоянного магнита19 первой и второй секционной индук"ционной катушки 15, 16, третей ичетвертой индукционной катушки 17,18, в каждой из секций индуцируч.ется ЭДС 1 п и 1 соответственно.1(аждая из этих ЗДС подается на отдельные входы блока 9 регистрации 6.По величине и Форме 1 и 1 можносудить о динамике движения инертныхмасс.В качестве имитируемых основнойи дополнительной инертных масс могутбыть, например, корпус самолета идвигатель, корпус судна и двигатель,масса Фундамента и штока глубинонасосной установки, масса автомобиляи двигатель и т.д,Для изменения собственной частотыы основнойнертоГ массы, секцион"ная индукционная катупка 16 череззамыкающий контакт ьторого ключа 4подключается к отрицательному выходувторого источника постоянного напряжения 8. Постоянное регулируемоенапряжение, подаваемое в первую секционную катушку 16, позволяет изменять жесткостьмагнитной пружины,т.е. собственную частоту и 1, 5 1Для изменения собственной частоты ,сц дополнительной инертной массы третья и четвертая секциоцная индукционная катушка 17, 18 через замыкающие контакты первого ключа 3 подключаются к выходу первого источника постоянного напряжения 7.Постоянное регулируемое напряжение, подаваемое в третью и четвертую секционные индукционные катушки 17, 18, позволяет изменять в широких пределах жесткостьмагнитной пружины, т.е, собственную частотуо/ .Варьирование частотами ю, щ позволяет подбирать оптимальное соотношение Х . При подборе оптиЮ1мального соотношения секционныео 2индукционные катушки 16 и 1 соединены через третий 5 и четвертый 6 ключи последовательно-согласно,В случае необходимости определения (уточнения) резонансного режима инертной массы ш, секционные индукционные катушки 16 и 15 посредством третьего 5 и четвертого 6 ключей соединяются последовательно-встречно и по двоению (появлению двух 092531горбов в одной полуволне синусоидального сигнала) судят об основномрезонансе дополнительной инертноймассы.5 Устройство для моделированияколебательных объектов позволяет свысокой точностью моделировать динамику двухмассовых колебательных систем.Устройство позволяет в широких пре- Оделах варьировать жесткость упругихэлементов (магнитных пружин), чтоприводит к вариации с большой точностью собственных частот инертныхмасс, т.е, к воэмоности выбора 15оптимального соотношения и дополнительной массы, что является важнейшей задачей при моделировании колебательных систем. 20 Кроме того, устройство позволяетмоделировать динамику движения упруго связанных объектов (штанги икорпуса нефтеперекачивающей установки, корпуса и двигателя летательных 25 аппаратов и морских судов).Устройство позволяет снизитьзатраты при испытаниях и подборкедополнительной инертной массы длядемпфирующих устройств,1092531 2,ль Б.РыбинМигунова Корректор Г.Решетни Заказ 3257(34 Тираж б 99ВНИИПИ Государственногпо делам изобретении113035, Москва, Ж, Р Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная Составиктор А.Долинин Техред Подписноеомитета СССРоткрытийская наб.,д. 4(