Устройство для моделирования силы трения Советский патент 1988 года по МПК G06G7/48 

00 QO СО QD

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании систем с парами трения, силы сопротивления которых зависят в режиме относительного движения элементов пар от направления скорости их скольжения, а в режиме их относительного покоя - от предварительного смещЙ1ия и от диссипации энергии в контакте пары в процессе этих смещений, особенно систем с релаксационными колебаниями.

Цель изобретения - повьшение точности моделирования за счет более точного воспроизведения петли гистерезиса предварительного смещения в контакте пары трения.

С выхода первого блока 6 умножения сигнал, соответствующий произведению T(t)-T(t) силы сопротивления T(t)

в паре трения на ее скорость T(t), через первый инвертор 4 подают на первый информационный вход первого ключа 8 и непосредственно на второй информационный вход этого ключа, С выхода второго блока 7 умножения сигнал, соответствующий произведению 8(t) S j(t) предварительного смещения S gCt) на скорость S (t) относительного перемещения элементов пары непосредственно подают на первый информационный вход второго ключа 9 и через второй инвертор на его второй информационный вход. При.положительной полярности сигнала S(t) реле 10 и 12

Изобретение относится к аналоговой вичислительной технике и предназначено для использования при моделировании систем с парами треиия,.особенно систем с релаксационными колебаниями. Цель изобретения - повьппение точности моделирования. Устройство содержит вход и выход по сигналам, пропорциональным соответственно скорости относительного перемещения элементов пары и силе сопротивления зтой пары, два Интерросумматора, сумматор, два инвертора, два блока умножения, два ключа и четыре источника постоянных напряжений, соответствующих максимальной силе трения покоя и скольжения и предельному предварительному сме- щенмо. Устройство позволяет воспроизвести зависимость силы сопротивления в ггодслнруёмой паре трения от направ ления скорости скольжения ее элементов, от их предварительного смещения с учетом да ссипации энергии .в процессе этого смещения. 1 ил. С

На чертеже представлена схема уст- 20 включает контакты 14 и 16, а при от- ройства. ицательной - реле 11 и 13 включает

Устройство содержит первый 1 и контакты 15 и 17. В результате сигна- второй 2интегросумматоры, сумматор 3, лы с выходов первого 8 и второго 9 первый 4 и второй 5 инверторы, пер- ключей поступают соответственно на

25 первый и третий входы сумматора 3, с выхода которого сигнал, соответствующий скорости T(t) силы сопрртивле-, кия T(t) пары трения, непосредственно и через первый интегратор 1 подают

вый 6 и второй 7 блоки умножения, I первый 8 и второй 9 ключи, вьтолнён- ные на реле 10-13 с нормально разомкнутыми контактами 14-17, пороговый блок 18 на разнополярньгх компаратоpax 19 и 20, первьй 21, второй 22, третий 23 и четвертьй 24 ограничите- ли, выполненные соответственно на диодах 25-28, масщтабиых 29-32 и согла- :сующих 33-36 резисторах, первый 37 и :второй 38, третий 39 и четвертый 40 :попарно разнополяриые источники постоянных напряжений, пропорциональ- :Ных у первых двух максимальной силе трения в относительном покое и сколь;жении элементов пары, а у вторых двух - предельному предварительному смещению этих элементов.

В процессе моделирования с входа устройства сигнал, соответствующий скорости S(t) относительного перемещения S(t) элементов моделируемой пары трения, одновременно поступает на второй вход сумматора 3, на вход порогового блока 18 непосредственно и Через второй интегросумматор 2 на входы второго блока 7 умножения. В зависимости от полярности сигнала скрости (t) пороговый блок 18 с помощью разнополяриых компара торов 19 и

20 на первом и втором выходе вырабаты ей и третьего 39 и четвертого 40

вает сигнал управления, который пода- ют соответственно на первые или вторые управляющие входы первого 8 и второго 9 ключей.

источников постоянного напряжения. Процесс этого ограничения аналогич описанному для первого интегросумм тора 1.

на входы первого блока 6 умножения. Сигнал с выхода первого интегросум- матора.1, соответствующий T(t), поступает на выход устройства и на информационные входы первого 2 и второго 22 ограничителей, которые при достижении этим сигналом величины, соответствующей максимальной силе тре- ния покоя и скольжения Т, шунтируют этот интегросумматор и останавливают процесс интегрирования, ограничивая тем самым его выходной сигнал.

Для обеспечения необходимого уровня ограиичения сигналы с выходов первого 27 и второго 38 источников пог стоянного напряжения подают на соответствующие опорные входы первого 21 и второго 22 ограничителей.

Сигнал на выходе второго интегро- сумматора 2, соответствукщий предварительному смещению ) элементов пары трения, ограничивают величиной, соответствующей предельному предвари

тельному смещению о„,, с помощью третьего 23 и четвертого 24 ограничитеисточников постоянного напряжения. Процесс этого ограничения аналогичен описанному для первого интегросумма- тора 1.

В результате устройство воспроизводит зависимость силы сопротивления T(t) в моделируемой паре трения от направления скорости скольжения, пред варительного смещения S) дисси

S f S dt+C; при (S c|t5 4-

J KSgn , npH|fJ S

1 при J 0,

О при S 0,

-1 при S : Oj

l-l при Б : 0;

K,c+( Р ,,

T Sgng- при}

где 5 (t) - скорость относительного

перемещения элементов пары трения;

о - предельное предваритель-: ное смещения;

Тл - максимальная сила трения

покоя и скольжения элементов пары;

моменты времени начала и конца j-ro интервала интегрирования, соответст вующие моментам реверса элементов пары (

cl,cj

SgnSj, , t, 0); начальные условия интегрирования на j-M интервале;К - коэффициент жесткости

идеального контакта (без учета диссипации энергии) ;

Kj,K, - коэффициенты петли гистерезиса.

Выбором величин , 5„ f-Л, К, -|к , и Кз обеспечива- .ют учет влияния постоянньк величин коэффициента трения f и нормального усилия N в контакте пары на величину ее силы сопротивления. Формула изобретения Устройство дпя моделирования силы трения, содержащее первый интегросум матор, первый инвертор, первый блок умножения, первый ключ, пороговьй блок и первый источник постоянного напряжения, пропорционального макси- .мальной силе трения покоя, причем выход первого интегросумматора является выходом устройства, первый уп- равляюдий вход первого ключа соедине

пации энергии в процессе этого смещения, учитываемую петлей гистерезиса с параболическими ветвями, описьгеае- мую системой уравнений

m

s,

m I

с выходом Больше порогового блока, первый информационный вход первого ключа соединен с выходом первого инвертора, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора, о т .личающееся 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, первому входу второго интегросумматора и к первому

входу второго блока умножения, выход второго интегросуммс1тора соединен с вторым входом второго блока умножения, выход второго ключа соединен с третьим входом сумматора, выход

Больше порогового блока подключен к первому управляющему входу второго ключа, вторые управляющие входы первого и второго ключей соединены с выходом Меньше порогового блока, перый и второй входы первого блока умножеия подключены соответственно к выходам сумматора и первого интегросумматора, выход первого блока -умножения соединен с входом первого инвертора и вторым информационным входом первого ключа, выход второго блока умножения непосредственно через второй инвертор подключен к соответствующим информационным входам второго ключа, выход

первого интегросумматора соединен с информационными входами первого и второго ограничителей, выход второго интегросумматора подключен к информационным входам третьего и четвертого О1 раничителей, выходы первого и второ- гб ограничителей соединены с вторым входом первого интегросумматора, выходы третьего и четвертого ограничителей подключены к второму входу второго интегросумматора, опорные входы всех ограничителей соединены соответственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого источников постоянного напряжения.