Устройство для моделирования силы трения Советский патент 1983 года по МПК G06G7/48 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике н предназначено для моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых зависят от направ ления и величины относительной скорости скол жения элементов пары трения. Известно устройство для моделирования сухого трения, содержащее резисторы и диоды в качестве нелинейных и ключевых элементов и операционный усилитель, воспроизводящее не линейную зависимость, подобную падающей характеристике зависимости силы трения от скорости относительного скольжети элементов пары трения IJ. Недостатком устройства является то, «пго , для его работы требуется два разнополярных источника входного напряжения и нелинейные характеристики используемых даодов воспроизводят только достаточно узкий класс нелинейных зависимостей, имеюпшх место прм трении. Это отрицательно сказывается на точности моделирования из-за малой точности аппроксимации нелинейных зависимости сил трения от скорости скольжения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования сил трения, содержащее усилители с цепями ограничения, релейные элементы и сумматоры 2. Недостатком этого устройства является низкая точность его работы из-за больщого wcna элементов и связей между нимн. Цель изобретения - повьпиение точности моделирования, упрощенне устройства и расишрение функциональных возможностей его применения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования силы трения, содержащее релейный усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, введен двухполярный многоступенчатый блок ограничения, выход которого соединен с входом релейного усилителя и с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, вход которого подключен к входу двухлопярного многоступенчатого. Спока ограничения и к третьему входу сумматора.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит двухполярный многоступенчатый блок I ограш1чения, релейный усилиталь 2, сумматор 3, стабилитроны 4, резисторы 5 и операционные усилители 6.

Число ступеней ограничения в блоке 1 за исит от принятой точности аппроксимации характеристики трения. На чертеже в качестве примера цепи ограничения представлены вьшолнен- И ными на резисторах со стабилитронами , что не исключает применения цепей ограничения на резисторах с диодами с дополнительными опорными напряже1шями.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение со входа уст{Ьйства, пропорциональное скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, непосредственно поступает на третий вход сумматора 3, одновременно входное напряжение после усиления и соответствующего ограничения в блоке 1 с выхода его поступает на второй вход сумматора 3 и на вход релейного усилителя 2, с выхода которого напряжение подается на первый вход сумматора 3. В результате алгебраического суммирования поступивших напряжений на выходе сумматора 3, т. е. на выходе устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное силе трения и воспроизводящее падающий характер зависимости силы трения от скорости скольжения в ре){шмах полусухого, граничного и полужидкостного трения. Переход от /падающей характеристики трения к горбатой обеспечивается простым переключением входа релейного усилителя 2 с выхода блока 1 на вход устройства по скорости относительного скольжения.

Указанное выполнение устройства, сокращая число используемых элементов и связей, всегда имеющих определенные погрещности, по сравнению с прототипом, принятым за базовый

образец, дает возможность с более высокой точностью получил нелинейные зависимости силы трения от скорости относительного окольжения. Кроме того, настройкой резисторов можно отразить зависимости в режимах сухого нпи жидкостного трения, а также при их совокупности, т, е. устройство отражает большинство известных зависимостей силы трения от скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, что дополкительж: повышает точность моделирования механических систем с парами трения, силы трения KOTopbix являются функциями скорости скольжения, и расширяет функциональные возможности применения устройства. Это позволяет моделировать механические системы с парами трения на наиболее прость1х и, следовател;&но, на наиболее дешевых аналоговых вычислительнь1х машинах.

Формула из обретения

Устройство для моделирования силы трения, содержаецее релейный усилитель, выход которого пощслючви к первому входу сумматора, о тличающееся тем, что, с целью повшиения модеяирсвания, в него введен двухполярный многоступенчатый блок ограничения, выход которого соединен с входом релейюго усилителя и с вторым входом.сумматора, выход которого является выходЬм устройства, вход которого подключен к входу двухполярного многоступенчатого блока ограничения и третьему входу сумматора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетедаство СССР N 324636, кл. G 06 G 7/68, 1970 (прототип).