[發明專利]一種轉軸式模型鉸接固定結構及轉軸支撐方法

有效

• 申請號: 201811313772.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109372886B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 侯英昱;季辰;劉子強;呂計男
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F16C11/04
• 分類號: F16C11/04;F16C11/10;G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

一種轉軸式模型鉸接固定結構及轉軸支撐方法，所述的結構包括：支桿、轉軸桿件、兩片卡件、兩個端部固定螺母；所述的支桿沿徑向對稱設置兩個圓臺孔，圓臺的上底位于支桿的軸線上；模型徑向設置安裝通孔，支桿位于模型內部且支桿上的圓臺孔與上述安裝通孔同軸，轉軸桿件位于上述同軸的孔內，兩個帶有中心圓孔的卡件套在轉軸桿件上且置于上述圓臺孔和安裝通孔內，轉軸桿件兩端設置螺紋與端部固定螺母配合保證兩個卡件頂緊并使得模型只有繞轉軸桿件轉動的自由度。本發明可以更準確地進行模型振動模態的模擬，從而實現提高試驗精度、增加風洞試驗模擬的準確性的目的。

技術領域

本發明一種轉軸式彈性模型鉸接固定結構，屬于航天航空工程領域。

背景技術

在進行一些動態風洞試驗時，需要設計模型并對模型進行彈性鉸接固定支撐，支撐的位置通常為模型振動的振型節點位置，在節點位置上模型可以發生旋轉而不能發生平動。通常情況下，模型彈性支撐的設計方法是：使用細長的薄壁梁結構來實現對彈性鉸接點的模擬。

現有的模型鉸接固定結構存在以下問題：

(1)節點位置控制不準確，設計過程中希望做到模型固定套不能平動，而僅僅發生轉動。但是在實際模型連接過程中，通過模型固定的是支桿固定套，即僅能保證支桿固定套不發生平動，而無法保證模型固定套不發生平動。

(2)節點的扭轉中心不準確，設計過程中希望做到模型可以繞著模型固定套發生轉動，但是在實際模型連接過程中，轉動的中心是節點固定套的根部。

(3)在安裝靜止時刻，由于薄壁量通常比較薄，會在模型重力條件下產生一定彈性變形，這也將影響對模型實際飛行狀態的模擬。

(4)試驗對薄壁梁的厚度設計要求較高，薄壁梁厚度過大，則無法實現對彈性扭轉的模擬；薄壁梁厚度過小，則無法達到支撐模型的目的。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種新型的轉軸式模型鉸接固定結構及轉軸支撐方法，可以更準確地進行模型振動模態的模擬，從而實現提高試驗精度、增加風洞試驗模擬的準確性的目的。

本發明的技術解決方案是：一種轉軸式模型鉸接固定結構，包括：支桿、轉軸桿件、兩片卡件、兩個端部固定螺母；所述的支桿沿徑向對稱設置兩個圓臺孔，圓臺的上底位于支桿的軸線上；模型徑向設置安裝通孔，支桿位于模型內部且支桿上的圓臺孔與上述安裝通孔同軸，轉軸桿件位于上述同軸的孔內，兩個帶有中心圓孔的卡件套在轉軸桿件上且置于上述圓臺孔和安裝通孔內，轉軸桿件兩端設置螺紋與端部固定螺母配合保證兩個卡件頂緊并使得模型只有繞轉軸桿件轉動的自由度。

優選的，所述模型上的安裝通孔在模型壁上的形狀為階梯孔，該階梯孔由外至內依次為圓柱孔和圓臺孔，圓臺孔的圓錐角與支桿圓臺孔的圓錐角一致。

優選的，所述的卡件帶翻邊結構的圓臺且圓臺中心設置中心圓孔；所述圓臺的圓錐角與支桿圓臺孔的圓錐角一致。

優選的，假設所述的圓錐角為2α，則α取值范圍6°±2°。

優選的，卡件與模型上圓臺孔之間留有間隙；卡件與支桿圓臺孔之間過盈配合。

優選的，端部固定螺母安裝完成后，置于模型圓柱孔內的卡件翻邊結構與圓柱孔的底面不接觸。

優選的，所述的轉軸桿件的直徑比支桿圓臺上底直徑小0.1mm±0.05mm。

優選的，所述卡件的圓臺上底的圓環寬度不低于2mm。

優選的，所述的轉軸桿件、卡件、端部固定螺母采用彈性模量不低于210GPa的金屬加工制作。

優選的，所述的轉軸兩端螺紋長度不低于6mm。

一種模型轉軸支撐方法，通過下述方式實現：