[實用新型]一種用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平

有效

• 申請號: 201721469605.0
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN207423488U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 閆萬方;張娜;吳烈蘇
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M15/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

一種用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，包括固定框(1)、浮動框(2)、模型端(3)、縱向載荷彈性柱梁組(4)、軸向力彈性片梁組(5)、測量單元；所述縱向載荷彈性柱梁組(4)一端連接固定框(1)，另一端連接浮動框(2)；所述軸向力彈性片梁組(5)一端連接浮動框(2)，另一端連接模型端(3)；測量單元包括3個惠斯通電橋，每個惠斯通電橋均由8個應變片(42)依次連接組成，其中2個惠斯通電橋粘貼在縱向載荷彈性柱梁組(4)的上下表面；其余1個惠斯通電橋粘貼在軸向力彈性片梁組(5)上。

技術領域

本實用新型涉一種用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，屬于測量領域。

背景技術

沖壓發動機及組合循環動力系統在高速飛機、巡航飛行器和臨近空間飛行器上有著良好的應用前景，而對飛行器在不同飛行狀態下動力系統點火前后的氣動特性的高精度預測是其研制和應用的重要環節。目前，在試車臺風洞試驗中，動力系統點火前后氣動性能的測量主要通過置于試車臺支架底部的若干并聯天平分別測力，并聯合解算得到的。該種外式天平測量方法存在如下問題：(1)模型重量，尤其是支撐架重量較大，且其質心偏離天平設計中心，試驗前天平法向和俯仰即有較大受載，因而外式天平設計剛度大，試驗過程中天平受載后輸出小，縱向測量精度低；(2)試車臺風洞試驗中，動力系統點火前后飛行器各分量載荷變化量嚴重不匹配，俯仰力矩變化遠小于軸向力變化，天平聯合解算誤差較大；(3)并聯外式天平的縱向對軸向干擾大，因而軸向測量精度低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的上述不足，通過解決沖壓發動機試車過程中氣動載荷的準確測量問題，設計一種成本較低，而測量精度高于現有測量方法的大載荷片盒式天平。為減小模型及支架的自重干擾，將天平置于模型內腔，且盡量使其設計中心位置與模型質心接近，以減小模型自重對縱向測量的干擾；另外，由于模型內腔高度限制，采用片盒式布局的天平，該天平測量靈敏度高，剛度好，干擾小。

本實用新型的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，包括固定框、浮動框、模型端、縱向載荷彈性柱梁組、軸向力彈性片梁組、測量單元；

所述縱向載荷彈性柱梁組一端連接固定框，另一端連接浮動框；所述軸向力彈性片梁組一端連接浮動框，另一端連接模型端；

測量單元包括M個惠斯通電橋，每個惠斯通電橋均由N個應變片依次連接組成，其中P個惠斯通電橋粘貼在縱向載荷彈性柱梁組的上下表面；其余M-P個惠斯通電橋粘貼在軸向力彈性片梁組上；其中M、P、N均為正整數，且M大于P，P為偶數。

上述用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，所述固定框為長方形盒體，盒體上設有開口，用于連接縱向載荷彈性柱梁組；所述浮動框為長方形框體，模型端為長方體；所述縱向載荷彈性柱梁組包括四個相同的彈性柱梁，彈性柱梁為長方體；每個彈性柱梁的一端均與固定框連接，另一端連接浮動框。

上述用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，所述粘貼在縱向載荷彈性柱梁組上的2個惠斯通電橋，每個惠斯通電橋均由8個應變片組成；所述8個應變片分為四組后兩兩相對，粘貼在彈性柱梁與固定框連接根部的上下表面，緊挨固定框；上述2個惠斯通電橋用于測量大載荷片盒式天平受載后的法向力和俯仰力矩。

上述用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，所述軸向力彈性片梁組包括兩個彈性片梁和兩組支撐片梁，每個支撐片梁包括第一支撐片梁和第二支撐片梁。

上述用于試車臺試驗的大載荷片盒式天平，所述兩個彈性片梁位于模型端長度方向的中間，每個彈性片梁的一端均連接浮動框，另一端均連接模型端；所述第一支撐片梁包括四十個形狀均為長方體的彈簧片，每十個彈簧片平行等間距排列為一組，每組彈簧片均位于模型端的兩側靠近縱向載荷彈性柱梁組的位置；所述第二支撐片梁包括八個形狀均為長方體的支撐片，每兩個支撐片平行等間距排列為一組，每組支撐片均位于模型端的兩側靠近彈性片梁的位置。