[发明专利]测力传感器及飞机用大载荷可标定多角度测力方法

说明书

技术领域

本发明涉及测力传感器领域，更具体地涉及一种飞机用大载荷可标定多角度测力传感器及飞机用大载荷可标定多角度测力方法。

背景技术

机械结构的连接接头是结构较为关键的部位，主要用于结构的连接及结构间的载荷传递。因此，能够准确测量出接头传递的载荷大小及方向，对正确分析结构受力起着重要的作用。目前，接头测力传感器品种繁多、种类齐全，但是一般只能针对一个或者几个特定角度的载荷进行测量。然而，在工程实践中，接头受到的载荷大小和方向往往不能确定，特别是当结构为超静定时，接头受到力的大小和方向是随结构的刚度分配而变化的。因此，现有接头测力传感器很难满足工程实践要求。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足提供一种新型的测力传感器，通过该测力传感器感测到的数据可确定飞机结构所受载荷的大小及方向，而且能够用于感测大载荷。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种测力传感器，其中，测力传感器适于作为连接销安装于飞机结构的连接接头上，测力传感器包括：

圆柱形销体，其体壁上具有沿轴向延伸的第一凹槽和沿周向延伸的第二凹槽；

销座，其位于销体的一端，所述销座上设置有引线孔，所述引线孔与所述第一凹槽相连通；

第一应变计，其附着于第一凹槽和第二凹槽的交汇处；

第二应变计，其附着于第二凹槽内并与第一应变计构成90°的圆心角；

第一应变计连接线，其布置在第一凹槽内，一端与第一应变计(3)连接另一端穿过引线孔电连接至外部的传感信号采集仪；

第二应变计连接线，其布置在第二凹槽内，一端与第二应变计电连接另一端穿过第一凹槽和引线孔电连接至传感信号采集仪；

其中，第一应变计和第二应变计的长度方向与销体的轴向一致。

优选地，第二凹槽位于销体的最大承弯面上，从而减小测量误差。

优选地，第一凹槽和第二凹槽的深度分别大于第一应变计连接线以及第二应变计连接线的直径，从而防止连接线被摩擦而出现损伤。

优选地，第一凹槽和第二凹槽的两侧具有倒角，以减少局部应力集中对应变计的影响并减少结构受压产生的变形量。

根据本发明的另一个方面，提供一种飞机用大载荷可标定多角度测力方法，其使用上述测力传感器，其中，该方法包括如下步骤：

1)将测力传感器安装于飞机结构的连接接头上；

2)通过传感信号采集仪采集分别来自第一应变计和第二应变计的应变值ε₁、ε₂；

3)利用下面的公式1计算得到测力传感器所受载荷F的大小：

F=πER34Lϵ12+ϵ22]]>

式中，R为应变计粘贴截面半径；E为传感器弹性模量；L为应变计粘贴截面与载荷作用截面之间的距离。

优选地，方法还包括确定载荷方向的步骤，该步骤包括：

a)根据应变值ε₁、ε₂的大小来确定载荷F所作用的象限；

b)根据应变值ε₁、ε₂的绝对值比值关系来确定载荷F的方向。

优选地，步骤b)利用下面的公式2确定载荷F的方向：

θ=arctan|ϵ1ϵ2|]]>