[發明專利]一種桿式天平豎直梁式軸向力元件結構的優化設計方法

有效

• 申請號: 201810116901.5
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108197415B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 閔夫;皮興才;邱華誠;楊彥廣;戴金雯;李緒國
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 鄭健

1.一種桿式天平豎直梁式軸向力元件結構的優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、根據給定的天平各分量載荷，給出天平豎直梁軸向力元件的結構，并確定測量梁和支撐梁的數量、高度、寬度和厚度，以及測量梁與支撐梁的間距，其中測量梁與軸向力元件本體的夾角α為90°；

步驟二、選定天平材料，對天平豎直梁軸向力元件結構進行有限元仿真，依次施加軸向力、法向力、俯仰力矩、側向力、偏航力矩、滾轉力矩載荷，得到該軸向力元件測量梁的應變分布情況；

步驟三、調整夾角α，使α在80~100°，對調整后的天平豎直梁軸向力元件結構進行有限元仿真，依次施加軸向力、法向力、俯仰力矩、側向力、偏航力矩、滾轉力矩載荷，得到調整后天平軸向力元件測量梁在不同載荷作用下的應變分布情況；

步驟四、建立不同夾角α的軸向力元件在法向載荷作用下的應變輸出U_YX與夾角的關系曲線，通過線性擬合，得到夾角α與U_YX的函數關系，通過擬合的函數得到U_YX為零時的最優夾角α，此夾角α即為天平設計時軸向力元件受法向載荷干擾最小時的測量梁最優偏角；

步驟五、采用最優夾角α設計軸向力元件，對最優結構進行仿真，得到法向載荷對軸向輸出的干擾。

2.如權利要求1所述的桿式天平豎直梁式軸向力元件結構的優化設計方法，其特征在于，所述天平豎直梁軸向力元件的結構包括：

通過測量梁和多根支撐梁連接的軸向力元件后框體和軸向力元件前框體；所述軸向力元件后框體和軸向力元件前框體之間設置有斜槽；

其中，所述測量梁位于軸向力元件后框體和軸向力元件前框體之間的中部；所述多根支撐梁分別位于軸向力元件后框體和軸向力元件前框體之間的兩端。