Способ определения момента инерции твердого тела
б„"
О П И СА Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
357485
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено ЗО.Х.1970 (¹ 1486731/25-28) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 31.Х.1972. Бюллетень № 33
Дата опубликования описания 26.XII.1972
М. Кл. G Olm 1/10
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрову ссср
УДК 620.1.05:531.24 (088.8) Авторы изобретения
А, Ф. Бочаров, В. Н. Макаров, В. Л. Максимов, Н. С. Савин, 1О. Н. Соколов и И. Я. Стариков
Ленинградский институт авиационного приборостроения
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ
ТВЕРДОГО ТЕЛА
Изобретение относится к области технической механики и может быть использовано для определения момента инерции твердого тела.
Известен способ определения момента инерции твердого тела методом крутильных колебаний с использованием добавочного элемента, устанавливаемого на исследуемом теле, заключающийся в том, что измеряют период колебаний тела и по значению периода расчетом определяют момент инерции тела. При реализации известного способа необходимо использовать добавочный элемент в виде эталонного груза, масса которого сравнима с массой исследуемого тела, что усложняет проведение эксперимента.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве добавочного элемента используют гиротахометр, который размещают на исследуемом теле так, что ось чувствительности гиротахометра совпадает с осью колебаний тела, измеряют периоды колебаний тела с установленным на нем гиротахометром при незапущенном и запущенном роторе гиротахометра и по значениям периодов расчетом определяют момент инерции тела.
Это упрощает эксперимент, необходимый для определения IDMPHòà инерции тела.
Предлагаемый способ основан на свойстве быстровращающихся тел изменять динамические характеристики системы. Рассматривая гиротахометр на упругом основании как трехстепенной гироскоп с упругими связями по осям подвеса, можно показать, что момент инерции 1, системы тело-гиротахометр приближенно можно определить по формуле: г
— (/Г+Cr) 10 где Н; — кинетический момент гироскопа;
cil — частота колебаний системы при запущенном роторе гиротахометра; пт,— частота колебаний системы при не15 запущенном роторе гиротахометра;
С, — коэффициент жесткости упругого элемента гиротахометра;
I, — момент инерции гироузла относительно оси подвеса.
Из формулы следует, что для определения момента инерции системы необходимо знать параметры гиротахометра и измерить частоты колебаний системы при незапущенном и запущенном роторе гиротахометра. Поскольку коэффициент жесткости стержня (торсиона) не входит в формулу для определения момента инерции системы, то в качестве торсиона целесообразно использовать элементы самой конструкции, например опоры или мачту, на
30 которых установлено исследуемое тело.
357485
Составитель Н. Федоров
Техред А. Камышникова
Корректоры: Е. Миронова и Л. Кириллова
Редактор Т. Баранова
Заказ 4118/13 Изд. Мз 1698 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-36, Раушская наб., д. 4/5
Типография, по. Сапунова, 2
В соответствии с предлагаемым способом момент инерции твердого тела, установленного на упругом основании, определяют следующим образом.
На исследуемом теле размещают гиротахометр так, что его ось чувствительности совпадает с осью колебаний тела, и измеряют период колебаний тела с установленным на нем гиротахометром при незапущенном роторе гиротахометра, после этого запускают ротор гиротахометра, повторно измеряют период колебаний тела и, пользуясь формулой, вычисляют момент инерции системы телогиротахометр. Поскольку масса и момент инерции гиротахометра относительно оси колебаний системы на один, два и более порядков меньше массы и момента инерции исследуемого тела, то момент инерции системы тело-гиротахометр с достаточной для многих практических случаев точностью равен моменту инерции исследуемого тела.
Предлагаемый способ позволяет определить изменение приведенного момента инерции конструкции в зависимости от амплитуды колебаний последней, что приобретает особое значение при исследовании сборных конструкций, элементы которых из-за наличия люфтов и зазоров включаются в работу последовательно. При использовании специального устройства, создающего квазиупругий момент, предлагаемый способ позволяет определять моменты инерции вращающихся оснований и элементов конструкций без разборки самой конструкции.
Предмет изобретения то
Способ определения момента инерции твердого тела методом крутильных колебаний с использованием добавочного элемента, устанавливаемого на исследуемо м теле, заключа15 ющийся в том, что измеряют период колебаний тела и по значению периода расчетом определяют момент инерции тела, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения эксперимента, в качестве добавочного элемента ис20 пользуют гиротахометр, который размещают на исследуемом теле так, что ось чувствительности гиротахометра совпадает с осью колебаний тела, измеряют периоды колебаний тела с установленным на нем гиротахометром
25 при незапущенном и запущенном роторе гиротахометра и по значениям периодов расчетом определяют момент инерции тела.
