Устройство для моделирования колебаний

Устройство для моделирования колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и1 546809

Союз СоветскихСоциалистических

Реснублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.09.74 (21) 2062333/24 (51) М. Кл. G 01М 7,/00

F 16F 15/04 с присоединением заявки №

Гасударственный комитат

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (53) УД К 621-525 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Грибов, Ю. И. Жвакин и В. П. Блохин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИИ

Изобретение относится к автоматическому управленгпо и регулпрованшо и может быть использовано для моделирования многокаскадных механических колебательных и виброзащитных систем с различными параметрами, а также для гашения колебаний, вызванных воздействием механических факторов.

Известен амортизатор, который содержит две связанные между собой емкости, одна из которых соединена с амортизируемым объектом, а другая — разделена на две полости поршнем. Полости связаны между собой трубопроводом, снабженным вентилем.

Этот амортизатор представляет собой однокаскадную систему и потому не может быть использован для целей моделирования сложных многомассовых колебательных систем со многими степенями свободы. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, которое может быть использовано для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой, и пневматические упругие элементы, подключенные через дроссели к переменным емкостям, установленные на раме соосно и последовательно и связанные между собой при помощи подвижных элементов. Однако известное устройство не может быть использовано для широкого класса моделируемых объектов.

Целью изобретения является расширение области применения. В описываемом устройстве это достигается тем, что в нем установлены датчики перемещения и ускорения пневматических упругих элементов, программный

5 блок и размещенный на раме привод регулирующего органа одной из переменных емкостей, вход которого подключен к программному блоку, связанному с датчиками ускорения и перемещения пневматических упругих эле10 м ен тов.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемого устройства, состоящего из трех каскадов; на фиг. 2 — модель, воспроизводящая амортизируемую аппаратуру, уста15 новленную в кузове автомобиля; на фиг. 3— модель, воспроизводящая трехмассовую антенную систему.

В состав устройства входит основание 1, иа котором жестко укреплена рама 2, образован20 ная горизонтальной поперечной и двумя вертикальными направляющими, с которыми взаимодействуют платформы 3, 4, 5, имеющие возможность перемещения в вертикальном направлении. Платформы 3, 4, 5 вместе со смен25 ными грузами 6, 7, установленными на них, представляют сооой подвижные элементы переменных масс. Пневматические упругие элементы 8, установленные на основании 1 и платформах рамы 2 (по числу каскадов), сО30 общаются каждый со своей переменной емко546809

2д

З5

55 стью цилиндром 9 через дроссели 10. Привод регулирующего органа 11 кинематически связан с поршнем 12 одного из цилиндров 9 и ооеспечивает движение поршня по любому заданному закону. Датчики 13, 14 служат для риксации перемещения и ускорения платформ ч, 5, а следовательно, элементов 8, и передачи данных на регистрирующую аппаратуру 15, например, для записи на осциллограммы, Постоянное расстояние между основанием 1 и платформами 3, 4, 5 в исходном статическом положении обеспечивается с помощью соответственно включенных регуляторов уровня

lb. Программный блок 17 служит для задания программы работы привода регулирующего органа 11.

В исходном положении на платформы 3, 4, 5 устанавливают грузы б, (в масштабе, соответствующем, например, массам неподрессорной части автомооиля (платформа а с грузом

b), подрессорной части автомооиля (платформа 4 с грузом О) и аппаратуры (платформа 5 с грузом о, 7). 11утем подбора объема сжатого газа в переменнои емкости каждого цилиндра

9 и давления в упругих элементах 8 (в том же м асштабе) устанавливаются значения жесткостеи, пропорциональных жесткости шин, рессор и амортизаторов. 11осредством дросселя l0, тарированного в единицах коэф<рнциента сопротивлен я, устанавливают соответственно значения коэффициентов, пропорциональные коэффициентам сопротивления шин, рессор и амортизаторов. Привод р»гулирующего органа l l обеспечивает движение поршня 12 по любому заданному закону, например полигармоническому, случайному, импульсному, с помощью программного олока

l t. выходные параметры — перемещение, скорость и ускорение фиксируются датчиками l3, 4 и записываются регистрирующей аппаратурой 15.

l ñëè записать на ленту осциллограммы аппаратуры 15 одновременно входные и выходные сигналы модели, то можно определить фазовучо характеристику исследуемои многомассовой (B данном случае трехмассовой) cIIстем ы.

11ри моделировании амортизируемой аппаратуры размещенной, например, в кузове автомооиля модель воспроизводит трехкаскадную схему, показанную на фиг. 2. d данном случае возбуждение следует со стороны дороги. Жесткость Сь С и коэффициенты сопротивления Кь К устанавливают вручную.

Варьируя параметрами этих элементов, можно управлять собственными свойствами системы. На фиг. 2 т С,К, — соответствуют массе амортизированной апаратуры, жесткости и коэффициенту сопротивления исследуемой виброзащитной системы.

При имитации ветровой нагрузки привод регулирующего органа 11 отключают от нижнего каскада и подключают к первому— верхнему каскаду (см. фиг. 3), при этом модель позволяет исследовать, например, трехмассовую антенную систему. Здесь т С К1— масса, жесткость, коэффициент сопротивления первого каскада, соответствующие массе зеркала, облучателя и несущей балке.

Анализ сложных колебательных систем с использованием описываемого устройства для моделирования колебаний позволяет сохранять физический подход, выявлять возможные ошибки при постановке и формулировании задач и обеспечивает достоверность и точность решения.

Проведенные испытания на макете устройства подтвердили простоту выполнения решения дифференциальных уравнений дви кения и отыскания оптимальных параметров движения, имитирующих колебания аппаратуры, установленной на автомобиле УРАЛ-375. Конструктивная реализация устройства не представляет трудностей.

Использование устройства на этапах проектирования многокаскадных механических систем позволяет сократить их сроки ориентировочно на 20 — 30%.

Формула изобретения

Устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой, и пневматические упругие элементы, подключенные через дроссели к переменным емкостям, установленные на раме соосно и последовательно и связанные между собой при помощи подвижных элементов, о т л и ч ающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в нем установлены датчики перемещения и ускорения пневматических упругих элементов, программный блок и размещенный на раме привод регулирующего органа одной из переменных емкостей, вход которого подключен к программному блоку, связанному с датчиками ускорения и перемещения пневматических упругих элементов.

546809

9 азии i

Составитель О. Гудкова

Техред А. Галахова

Корректор Л. Денискина

1зедактор Л. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 244 !0 Изд. № 205 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5