[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)變式二分量表面摩擦阻力測(cè)量天平

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010173272.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111157220A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘華燁;張長(zhǎng)豐;謝斌;王超;田沛洲;張偉;譚健昌;彭超;馬濤;劉文華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01M9/06
• 分類(lèi)號(hào): G01M9/06
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專(zhuān)利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)變式二分量表面摩擦阻力測(cè)量天平。該表面摩擦阻力測(cè)量天平為一體結(jié)構(gòu)，主體為圓柱體；圓柱體的上半部開(kāi)有左右對(duì)稱(chēng)的通孔Ⅰ和通孔Ⅱ，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的上下邊為直邊，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的左右側(cè)邊為弧形邊，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ之間保留的實(shí)體為X1測(cè)量梁，X1測(cè)量梁上段和下段的投影形狀為對(duì)稱(chēng)的弧形，X1測(cè)量梁中段的投影形狀為矩形；通孔Ⅰ和通孔Ⅱ外側(cè)保留的實(shí)體分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的直縫分開(kāi)，形成對(duì)稱(chēng)的X1過(guò)載保護(hù)縫；圓柱體的下半部分設(shè)置有類(lèi)似的通孔Ⅲ和通孔Ⅳ，得到了X2測(cè)量梁和X2過(guò)載保護(hù)縫；X1測(cè)量梁和X2測(cè)量梁垂直；該表面摩擦阻力測(cè)量天平可以同時(shí)測(cè)量模型及飛行器表面上兩個(gè)垂直方向的表面摩擦阻力，能夠?qū)崿F(xiàn)精確測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)變式二分量表面摩擦阻力測(cè)量天平。

背景技術(shù)

表面摩擦阻力是飛行器表面受到的剪切力的合力，是飛行器阻力的重要組成部分，對(duì)其精確測(cè)量對(duì)飛行器設(shè)計(jì)具有重大意義。目前，表面摩擦阻力測(cè)量技術(shù)存在很多難點(diǎn)：為減少模型或者飛行器表面破壞，只能對(duì)小面積表面進(jìn)行測(cè)量，小面積表面的摩擦阻力很小，要求測(cè)量天平有足夠高的分辨率；為便于安裝而且不影響飛行器結(jié)構(gòu)，要求測(cè)量天平體積較?。粚?duì)真實(shí)飛行器，飛行方向與飛行器姿態(tài)不一致，而且一直發(fā)生變化，所以需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂直方向的表面摩擦阻力才可以合成總的表面摩擦阻力；模型及飛行器表面所受的法向載荷遠(yuǎn)大于表面摩擦阻力，在高超聲速風(fēng)洞中還需要面對(duì)開(kāi)關(guān)車(chē)過(guò)程中的沖擊載荷，要求測(cè)量天平具有較高的結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度，并要有過(guò)載保護(hù)功能。目前的表面摩擦阻力天平普遍尺寸較大，測(cè)量分辨率低，只能單分量測(cè)量，難以解決以上問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)變式二分量表面摩擦阻力測(cè)量天平。

本發(fā)明的應(yīng)變式二分量表面摩擦阻力測(cè)量天平，其特點(diǎn)是，所述的表面摩擦阻力測(cè)量天平包括：上連接端、X1測(cè)量梁、X1過(guò)載保護(hù)縫、X2過(guò)載保護(hù)縫、X2測(cè)量梁、固定端和矩形定位塊；

表面摩擦阻力測(cè)量天平為一體結(jié)構(gòu)，主體為圓柱體；

圓柱體的上半部開(kāi)有左右對(duì)稱(chēng)的通孔Ⅰ和通孔Ⅱ，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的上邊和下邊為直邊，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ的左邊和右邊為弧形邊，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ之間保留的實(shí)體為X1測(cè)量梁，X1測(cè)量梁的上段和下段的投影形狀為對(duì)稱(chēng)的弧形，X1測(cè)量梁的中段的投影形狀為矩形；通孔Ⅰ和通孔Ⅱ外側(cè)保留的實(shí)體分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的直縫分開(kāi)，形成對(duì)稱(chēng)的X1過(guò)載保護(hù)縫；

圓柱體的下半部分開(kāi)有前后對(duì)稱(chēng)的通孔Ⅲ和通孔Ⅳ，通孔Ⅲ和通孔Ⅳ的上邊和下邊為直邊，通孔Ⅲ和通孔Ⅳ的左邊和右邊為弧形邊，通孔Ⅲ和通孔Ⅳ之間保留的實(shí)體為X2測(cè)量梁，X2測(cè)量梁的上段和下段的投影形狀為對(duì)稱(chēng)的弧形，X2測(cè)量梁的中段的投影形狀為矩形；通孔Ⅲ和通孔Ⅳ外側(cè)保留的實(shí)體分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的直縫分開(kāi)，形成對(duì)稱(chēng)的X2過(guò)載保護(hù)縫；

X1測(cè)量梁和X2測(cè)量梁垂直，X1測(cè)量梁和X2測(cè)量梁分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂直的表面摩擦阻力分量；

圓柱體的頂端中心設(shè)置有上連接端；

圓柱體的下端固定有固定端，固定端的直徑大于圓柱體的直徑，固定端的下表面固定有矩形定位塊；

X1測(cè)量梁中段中間位置兩側(cè)對(duì)稱(chēng)粘貼兩片并列的電阻應(yīng)變計(jì)，一側(cè)電阻應(yīng)變計(jì)編號(hào)為A1和A3，另一側(cè)電阻應(yīng)變計(jì)對(duì)應(yīng)的編號(hào)為A2和A4，A1、A2、A3和A4組成X1惠斯通電橋；X2測(cè)量梁中段中間位置兩側(cè)對(duì)稱(chēng)粘貼兩片并列的電阻應(yīng)變計(jì)，一側(cè)電阻應(yīng)變計(jì)編號(hào)為B1和B3，另一側(cè)電阻應(yīng)變計(jì)對(duì)應(yīng)的編號(hào)為B2和B4，B1、B2、B3和B4組成X2惠斯通電橋。

所述的X1過(guò)載保護(hù)縫和X2過(guò)載保護(hù)縫的寬度范圍為0.08mm～0.14mm。

所述的表面摩擦阻力測(cè)量天平的材料為7075鋁合金，采用T6熱處理工藝進(jìn)行處理。

所述的X1測(cè)量梁和X2測(cè)量梁的中段的厚度為0.16mm～0.24mm。