[實用新型]一種大滾轉力矩小側向力天平

有效

• 申請號: 201821268386.4
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN208953235U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 彭超;劉大偉;史玉杰;米鵬;田正波;許新;易國慶;汪多煒;龐超
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 李欽

本實用新型公開了一種大滾轉力矩小側向力天平，屬于風洞試驗技術領域，目的在于解決在高速風洞中，當天平的滾轉力矩大、側向力小時，現有的天平難以滿足實驗要求等的問題。本實用新型的大滾轉力矩小側向力天平包括前過渡段、前測量梁、軸向力測量元件、后測量梁、后過渡段，所述軸向力測量元件包括中間第一過渡段、軸向力前支撐梁組、軸向力測量梁、軸向力后支撐梁組、中間第二過渡段。本實用新型通過對天平元件的全新設計，使得天平在滿足試驗安全的前提下，側向分量都有一個較為合理的靈敏度，同時減少了滾轉力矩分量Mx對側向分量的干擾輸出，提高了天平側向分量的測量精準度。本實用新型構思巧妙，設計合理，具有較高的應用價值和較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及風洞試驗技術領域，具體涉及一種大滾轉力矩小側向力天平。本發明能夠適用于滾轉力矩大、側向力小的風洞天平設計，將本發明應用于天平中，在滿足試驗安全的前提下，對提高天平側向氣動力載荷的測量精準度具有顯著的進步意義。

背景技術

風洞天平(簡稱天平)是測力試驗中最重要的測量裝置，主要用于測量作用在模型上的空氣動力載荷(力與力矩)的大小、方向和作用點。目前，通常使用多分量天平來滿足風洞試驗的要求。另一方面，試驗安全是風洞試驗中最重要的指標，天平設計就是在保證試驗安全的前提下(即天平具有足夠的強度)，通過優化天平各分量的測量元件，使其達到較為理想的測量靈敏度，即達到測量精準度要求，同時提高天平的測量精準度。

天平各分量均有足夠的測量靈敏度，即具有足夠的設計應變值，但設計應變值受到應變計粘貼強度、天平材料所允許的最大綜合應力的限制。一般情況下，高速風洞應變天平的設計應變值范圍在150～500με。通常情況下，天平各分量的設計載荷要匹配合理，表1給出了高速風洞天平的匹配參考值。

表1高速風洞天平匹配參考值

如果載荷匹配值不合理，不但會增加天平的設計難度，還會影響天平的性能，甚至個別分量達不到測量的靈敏度要求，無法滿足試驗要求。

根據試驗需要，本發明天平的天平載荷如下表2所示，其天平分量載荷比值如下表3所示。

表2本發明天平載荷

表3本發明天平分量載荷比值

由表1和表3可見：該天平的滾轉力矩Mx分量載荷大(Y/Mx約為參考值的1/5)，側向力Z分量載荷小(Y/Z約為參考值的6倍)，按常規方法無法設計出滿足試驗要求的天平。

為此，本發明提供一種大滾轉力矩小側向力天平。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對在高速風洞中，當天平的滾轉力矩大、側向力小時，現有的天平難以滿足實驗要求的問題，提供一種大滾轉力矩小側向力天平。本發明通過對天平元件的全新設計，使得天平在滿足試驗安全的前提下，側向分量都有一個較為合理的靈敏度，同時減少了滾轉力矩分量Mx對側向分量的干擾輸出，提高了天平側向分量的測量精準度。本發明構思巧妙，設計合理，具有較高的應用價值和較好的應用前景。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種大滾轉力矩小側向力天平，其特征在于，包括前過渡段、前測量梁、軸向力測量元件、后測量梁、后過渡段，所述軸向力測量元件包括中間第一過渡段、軸向力前支撐梁組、軸向力測量梁、軸向力后支撐梁組、中間第二過渡段，所述中間第一過渡段為軸向力前支撐梁組靠近前測量梁的一端，所述中間第二過渡段為軸向力后支撐梁組靠近后測量梁的一端；

所述前過渡段、前測量梁、軸向力測量元件、后測量梁、后過渡段依次相連；