Устройство для моделирования колебательных объектов Советский патент 1984 года по МПК G06G7/48 

.ной индукционной катушки соединен с замыкающим контактом третьего ключа и с размыкающим контактом четвертого ключа, переключающий контак которого подключен ко второму входу 1 31 блока регистрацииJ третий и четвертый входы которого соединены со вторыми выводами соответственно первой и второй секционной индукционной катушки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее вибра ционный стол, на котором установлен блок моделирования индукционных масс и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре ключа, два источника постоянного напряжения, а блок моделирования инерционных масс содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стержень, в средней части цилиндрического корпуса, по его внутреннему радиусу, жестко установлен цилиндр из магнитопроводного материала, над которым и под которым -расположен первый и второй цилиндрические каркасы, в пазах каждого из которых размещены соответственно первая ивторая секционные индукционные катушки, внутри цилиндра из магнитопроводного материала расположен цилиндрический постоянный магнит, к которому сверху и снизу прикреплены две крышки из немагнитного материала, в которых выполнены центриру5ощие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен сердечник из ферромагнитного материала, между которым и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазах которого размещены третья и четвертая секционные индукционные катушки, первые выводы которых объединены, причем отрицательный выход первого источника постоянного напряжения через первьй замыкающий контакт первого ключа подключен к первому выводу третьей секционной индукционной катушки, второй вывод (Л которой через второй замыкающий контакт первого ключа соединен с первым положительным выходом первого источника постоянного напряжения, § второй положительный выход кото{зого через третий замыкающий контакт первого ключа соединен со вторым выводом четвертой секционной индукционю ной катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки сд со непосредственно подключен к первому входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа - к отрицательному выходу второго источника постоянного напряжения, положительный выход которого соединен с переключающим контактом третьего ключа и со вторым выводом 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 секцион

Изобретение относится к электромеханическому моделированию в машиностроении, приборостроении, судостроении, самолетостроении, нефтедобыче, энергетике, метрологии и т.д. и может быть использовано Для созд, динамических моделей широкого класса физических устройств и систем.

Известно устройство для моделирования колебательных систем, содержащее генератор частоты, форш-грсватель сигнала виброскорости, зсили тель, блок задания начальных параметров, механическуго колебательнуга систему, регистрирующий блок, интегратор, дифференциатор, регулируемые усилители, ключи, сигнум-реле и сумматор Г1 J.

К недостаткам данного уст зойстза относятся: низкая точность, невозможность моделирования .динамики крупногабаритного оборудования и низкая надежность из-за наличия .сложной измерительной системы,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования колебательных объектов 5 содержащее вибрационньй стол, на котором установлен блок моделирования инерционных масс и блок реп страции C2j,

Недостатками этого известного устройства является низкая точность, невозможность 5oдeлиpoвaн ш динамики крупногабаритного оборудования без основной и дополнительной инертных масс, большие затраты .на натурные испытания и подбор дополнительной инертной массы.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования колебательных объектов, содер™ жахцее вибрационный стол, на котором:

2

установлен блок моделирования инерционных масс и блок регистрации, зведены четыре ключа, два источника постоянного напряжения, а блок моделирования инерционньк масс содержит цилиндрический корпус, по оси которого расположен центрирующий стержень, в средней части цилиндрического корпуса, по его внутреннему радиусу,жестко установлен цилиндр из магнитопроводного материала, над которым и под которым расположены первый и второй цилиндрический каркасы, в пазах кахэдого. из которых размещены соответственно первая и вторая секционные индукционные катушки ,внутри цилиндра из магнитопроводного материала расположен цилиндрическ1-ш постоянный магнит, к которому сверху.

и снизз прикреплены две крышки из немагнитного материала, в которых выполнены центрирующие отверстия, внутри цилиндрического постоянного магнита размещен цилиндрический сердечник из ферромагнитного материала,, которьи и цилиндрическим постоянным магнитом расположен третий цилиндрический каркас, в пазах которого размещены третья и четвертая секционные индукционные катушки, первые выводы которых объединены, Г ричем огрицательный выход первого источника постоянного напря;кения через первый зал 5ыкающий контакт

первого ключа подключен к первому выводу третьей секционной индукционной катушки, второй вывод которой через второй замыкающий контакт первого ключа соединен с первым

положительным выходом первого источника постоянного напряжения, второй по.пожительный выход которого через трети замыкающий контакт первого 1-глюча соединен со вторым выводом

1;етвартой секционной индукционной катушки, первый вывод первой секционной индукционной катушки непосредственно подключен к первому входу блока регистрации и через замыкающий контакт второго ключа - к отрицатель ному выходу второго источника постоянного напряжения, положительный выход которого соединен с переключающим контактом третьего ключа и со вторым выходом первой секционной индукционной катушки, первьй вывод второй секционной индукционной катуш ки подключен к размыкающему контакту .третьего ключа и к замыка1ош,ему 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 вторьими выводами соответственно первой и второй секционно индукционной катушки. На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - конструкция блока моделирования инерционных масс Устройство содержит блок 1 моделирования инерционных масс, вибрационный стол 2, ключи 3-6, источники , постоянного напряжения 7, 8, блок 9 регистрации. Блок 1 моделирования инерционньк масс содержит цилиндрический корпус 10, центрирующий стержень 11, цилиндр 12 из магнитопроводного материала, цилиндрические каркасы 13 и 14, секционные индукци онные катуЩки 15-18, цилиндрический постоянный магнит 19, крьппки 20 и 2 из немагнитного материала, цилиндри ческий источник сердечник 22 из ферромагнитного материала, цилиндрический каркас 23. Устройство работает следующим образом. Цилиндрический корпус 1-0 блока 1 моделирования инерционных масс жестк закрепляются на вибростоле 2, с помощью которого блоку 1 моделирования инерционных масс задают вибрации с определенными параметрами, При этом корпус 10 начинает совершать колебания. Причем основная инертная масса, образованная цилиндрическим постоянршм магнитом 19с .крьш1ками из немагнитного материала 20, 21, совершают колебания с собственной частоторг где у - жесткость внешней магнитной пружины, образованной цилиндром из магнитопроводного материала 12 и цилиндрическим постоянным магнитом 19, am-,- массо цилиндрического постоянного магнита 19с 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 a, жесткость внутренней магнитной пружины, образованной цилиндрическим сердечником 22 из ферромагнитного материала и цилиндрическим постоянным магни том 19, т2- масса сердечника 22 из ферромагнитного материала, третьего цилиндрического каркаса 23 с третьей и четвертой секционной индукционной катушками 17 и 18. При пересечении магнитными силами цилиндрического постоянного магнита 19 первой и второй секционной индукционной катушки 15, 16, третей и четвертой индукционной катушки 17, 18, в каждой из секцМ индуцируется ЭДС 1 и 12 соответственно. Каждая из этих ЭДС подается на от- : дельные входы блока 9 регистрации 6. По величине и форме 1, l можно судить о динамике движения инертных В качестве кагатируемых основной и дополнительной инертных масс могут быть, нацример, корпус самолета и двигатель, корпус судна и двигатель, масса фундамента и штока глубинонасосной установки, масса автомобиля и двигатель и т.д. Для изменения собственной частоты U)-, основной инертной массы, секдионпая и щукционпая катушка 16 через замыкающий контакт второго ключа 4 подключается к отрицательному выходу второго источника постоянного напря жения 8. Постоянное регулируемое напряжение, подаваемое в первую секционную катушку 16, позволяет изменять жесткость -у магнитной пружины, т.е. собственную частоту w.. 5 Для изменения собственной частоты toj дополнительной инертной массы третья и четвертая секционная индукционная катушка 17, 18 через замыкающие контакты первого-ключа 3 подключаются к выходу источника постоянного напряжения 7. Постоянное регулируемое напряжение, подаваемое в третью и четвертую секционные индукционные катушки 17, 18, позволяет изменять в широких пределах жесткость Ут магнитной пружины, т.е. собственную частотуu/j Варьирование частотами w, ui позволяет подбирать оптимальное соотношение .1 . При подборе оптисекционйыемального соотношения индукционные катушки 1б и 15 соеди йены через третий 5 и четвертый 6 ключи последовательно-согласно. В случае необходимости определения (уточнения) резонансного режима инертной массы т, секционные индук ционные катупжи 16 и 15 посредством третьего 5 и четвертого 6 ключей соединяются последовательно-встречно и по двоению (появлению двух

NJ 31 горбов в одной полуволне синусоидального сигнала) судят об основном резонансе дополнительной инертной массы. Устройство для моделирования колебательных объектов позволяет с ВЫСОКОЙ точностью моделировать динамику двухмассовых колебательных систем. Устройство позволяет в широких пределах варьировать жесткость упругих элементов (магнитных пружин) , что приводит к вариации с большой точностью собственных частот инертныхмасс, т.е. к возможности выбора оптимального соотношения и дополнительной массы, что является важнейшей задачей при моделировании колебательных систем. Кроме того, устройство позволяет моделировать динамику движения упруго связанных объектов (штанги и корпуса нефтеперекачивающей установки, корпуса и двигателя летательных аппаратов и морских судов). Устройство позволяет снизить затраты при испытаниях и подборке дополнительной инертной массы для демпфирующих устройств.