Устойчивость тройного инвертированного физического маятника из статьи академика В.Н. Челомея 1983 г.

отсутствуют. По диаметру каждого диска имеется вальцовка, образу-

ющая при наложении дисков паз для введения стержневых элементов.

Введенный в паз стержень припаян к диску. Соединение шарнирных

узлов со стержнями паяное.

Материал стержневых элементов — сталь. Материал обоймы мини-

атюрного корневого подшипника качения и цилиндрических шарни-

ров скольжения — латунь, оси шарниров — стальные. Диски окрашены

(эмаль), стержни и шарниры не окрашены.

Инерционные характеристики (массы и моменты инерции) отдель-

ных звеньев и маятника в целом получены в работе расчетом в паке-

те SolidWorks (SW) через размеры отдельных элементов и плотности

материалов на твердотельной модели. Для проверки массовых харак-

теристик, полученных в SW, были построены твердотельные модели

в MSCAdams (MA).

Модель в SW строилась в точном соответствии с чертежами (см.

рис. 2, 3) и приведенным описанием. Модель в MA незначительно

отличалась от модели в SW. В MA шарниры представлены точечны-

ми массами, дисковые элементы звеньев в МА приняты плоскими,

не вальцованными, “приложенными” с двух сторон к стержневому

элементу звена. При моделировании (и в SW, и в MA) использова-

лись следующие значения плотностей материалов элементов: сталь —

7810 кг/м

, медь 8940 кг/м

, латунь — 8500 кг/м

Результаты расчетов в SW масс отдельных элементов и всего ма-

ятника приведены в табл. 1. Корневым шарниром любого из звеньев

в таблице называется один из двух шарниров звена, расположенный

ближе к точке подвеса маятника (корневому шарниру всего маятника),

второй шарнир звена соответственно называется концевым.

Результаты расчетов в MA масс отдельных элементов и всего ма-

ятника приведены в табл. 2.

Таблица 1

Результаты расчета масс элементов маятника и всего маятника в SW

Номер звена Стержень, г Диск, г

Шарнир звена, г

Сумма, г

корневой концевой

0,270

0,902

0,273

0,102

1,547

0,153

0,670

0,107

0,102

1,032

0,040

0,282

0,102

–

0,424

Сумма

0,463

1,854

0,482

0,204

3,003

Расхождение в расчетах в SW и MA проявилось лишь в параме-

трах дисков, массовые характеристики стержней совпали. Вероятная

причина расхождения указана ранее (различия в принятых моделях

дисков в SW и MA) Из сопоставления результатов расчетов масс от-

дельных элементов, отдельных звеньев и всего тройного маятника-

демонстратора, выполненных в SW и MA, следует вывод о достовер-

ности полученных результатов.

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 6 37