Способ определения механических параметровТЕлА Советский патент 1981 года по МПК G01M1/10 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕЛА

1

Изобретен-ие относится к измерению механических, величин им.ожет быть использовано для определения механических параметров тел сложной формы.

Известен способ определения момента инерции и положения центра тяжести, заключающийся в том, что тело закрепляется на платформе, которая совершает вьшуж денные колебания с различными периодами 1.

Недостаток известного способа - невозможность с его помощью определить массу тела:

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения центрального момента методом физического маятника, заключающийся в том, что исследуемому телу, прикрепленному к маятнику, сообщают качания относительно выбранной оси, а затем относительно дополнительной оси, параллельной выбранной, лежащей с ней в одной вертикальной плоскости и проходящей через центр тяжести тела, по периоду собственных колебаний которого из формулы физического маятника определяют момент инерции тела при совместном решении системы двух уравнений 2.

Недостатком этого способа является необходимость знания положения центра масс тела и неработоспособность в условиях невесомости.

Цель изобретения - определение в заданной плоскости центрального момента инерции, координат центра масс и массы тела.

Указанная цель достигается тем, что производят вращение тела с платформой поочередно вокруг четырех осей, перпендикулярных заданной плоскости, причем точки пересечения осей с плоскостью не лежат на окружности или прямой, измеряют моменты инерции и по ним определяют иско5 мые параметры.

Способ осуществляют следующим образом.

Закрепляют тело на платформе таким образом, чтобы заданная плоскость была параллельна платформе Определяют координаты точек пересечения осей с заданной плоскостью в системе координат ОХУ, связанной с платформой, Е «(х I, у |); Е г(х t), Е (х, у з); Е 4(х 4.,у«), причем точки не должны лежать на одной прямой или окружности. Моменты инерции платформы без тела относительно этих же осей определяют заранее. Производят вращение тела с платформой поочередно вокруг четырех осей, перпендикулярных заданной плоскости. Формула для момента инерции относительно оси, проходящей через точку El(x;., J имеет видj. i Ii.-AtmCXt+ fcHtn(n Vib2Ln,(,Yc. где1 1, 2, 3, 4...; ш - масса тела; Xt,t координаты центра масс тела в системе координат ОХУ; А - центральный момент инерции тела в плоскости платформы; т. ;t.ir It-Jv Jt - момент инерции тела относительно оси, проходящей через точку -измеренный момент инерции платформы с телом относительно оси, проходящей через точку ЕI перпендикулярно плоскости платформы; tl - известный MOivjeHT инерции платформы без тела относительно той же оси; -известные координаты точки Е;. Рещая систему четырех уравнений относительно четырех неизвестных величин , Уи и А, находят величины искомых параметров тела: m4n4-UUx3-XO(z-V.)-fXr)fVj-.)3 -(VI,)L{X.ч-x,).)-f«r ч)(Y.-.) + (I,-li)L(X,-X,Xyi-V,)-(X«-X,)fV4-y,)}x Х{(Х +YS -Xf -у.}1(Хэ-Х,НУг-у.)(Хг-Х,)(,)+ )(,,),)(y.,)иx,-x(.).(x,.x,)(.)r; mI(x yt-xN h(.V(X.,-ichht -4|,) -2mtUb-x,(yi-y,)-(Xx-X,)(i-.) агЦ(Уь-у.)-(г.-и)(у.-.-) -ZmLUz-XO(-it-,)-.Xi-X,)(i-y,) ,, m(,MxЬУз -X Ж- ) 2mt(Xj-X,,)-fei-X.)(Ji-,) . (1.-10(Хз+х.)-(1.-1а( (V.W.)-(xi-X,)(j-N; ЛЗ ,(хгХс)%()Л. После измерений 1у1оментов инерции платформы с телом для уточнения значений величин моментов инерции проводят тарировочные измерения моментов инерции платформы без тела относительно тех же четырех осей при тех же положениях зажимов. Предлагаемый способ позволяет определить указанную совокупность механических параметров тела как в наземных условиях, так и в невесомости, используя измерение одного параметра - момента инерции твердого тела относительно оси. Формула изобретения Способ определения механических параметров тела в заданной плоскости, включаю щий закрепление исследуемого тела на платформе таким образом, чтобы заданная плоскость была параллельна платформе, вращение тела перпендикулярно этой плоскости и измерение момента инерции, отличающийся тем, что, с целью получения более полной характеристики путем определения в заданной плоскости центрального момента инерции, координат центра масс и массы тела, производят вращение тела с платформой поочередно вокруг четырех осей, перпендикулярных заданной плоскости, причем точки пересечения осей с заданной плоскостью не лежат на окружности или прямой, измеряют моменты инерции и по ним определяют искомые параметры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3040563, кл. 73-65, опублик. 1962. 2. Авторское свидетельство СССР № 77778, кл. Q 01 ш 1/10, 1948.