[实用新型]一种用于试车台试验的大载荷片盒式天平

说明书

一种用于试车台试验的大载荷片盒式天平，包括固定框(1)、浮动框(2)、模型端(3)、纵向载荷弹性柱梁组(4)、轴向力弹性片梁组(5)、测量单元；所述纵向载荷弹性柱梁组(4)一端连接固定框(1)，另一端连接浮动框(2)；所述轴向力弹性片梁组(5)一端连接浮动框(2)，另一端连接模型端(3)；测量单元包括3个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均由8个应变片(42)依次连接组成，其中2个惠斯通电桥粘贴在纵向载荷弹性柱梁组(4)的上下表面；其余1个惠斯通电桥粘贴在轴向力弹性片梁组(5)上。

技术领域

本实用新型涉一种用于试车台试验的大载荷片盒式天平，属于测量领域。

背景技术

冲压发动机及组合循环动力系统在高速飞机、巡航飞行器和临近空间飞行器上有着良好的应用前景，而对飞行器在不同飞行状态下动力系统点火前后的气动特性的高精度预测是其研制和应用的重要环节。目前，在试车台风洞试验中，动力系统点火前后气动性能的测量主要通过置于试车台支架底部的若干并联天平分别测力，并联合解算得到的。该种外式天平测量方法存在如下问题：(1)模型重量，尤其是支撑架重量较大，且其质心偏离天平设计中心，试验前天平法向和俯仰即有较大受载，因而外式天平设计刚度大，试验过程中天平受载后输出小，纵向测量精度低；(2)试车台风洞试验中，动力系统点火前后飞行器各分量载荷变化量严重不匹配，俯仰力矩变化远小于轴向力变化，天平联合解算误差较大；(3)并联外式天平的纵向对轴向干扰大，因而轴向测量精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，通过解决冲压发动机试车过程中气动载荷的准确测量问题，设计一种成本较低，而测量精度高于现有测量方法的大载荷片盒式天平。为减小模型及支架的自重干扰，将天平置于模型内腔，且尽量使其设计中心位置与模型质心接近，以减小模型自重对纵向测量的干扰；另外，由于模型内腔高度限制，采用片盒式布局的天平，该天平测量灵敏度高，刚度好，干扰小。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于试车台试验的大载荷片盒式天平，包括固定框、浮动框、模型端、纵向载荷弹性柱梁组、轴向力弹性片梁组、测量单元；

所述纵向载荷弹性柱梁组一端连接固定框，另一端连接浮动框；所述轴向力弹性片梁组一端连接浮动框，另一端连接模型端；

测量单元包括M个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均由N个应变片依次连接组成，其中P个惠斯通电桥粘贴在纵向载荷弹性柱梁组的上下表面；其余M-P个惠斯通电桥粘贴在轴向力弹性片梁组上；其中M、P、N均为正整数，且M大于P，P为偶数。

上述用于试车台试验的大载荷片盒式天平，所述固定框为长方形盒体，盒体上设有开口，用于连接纵向载荷弹性柱梁组；所述浮动框为长方形框体，模型端为长方体；所述纵向载荷弹性柱梁组包括四个相同的弹性柱梁，弹性柱梁为长方体；每个弹性柱梁的一端均与固定框连接，另一端连接浮动框。

上述用于试车台试验的大载荷片盒式天平，所述粘贴在纵向载荷弹性柱梁组上的2个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均由8个应变片组成；所述8个应变片分为四组后两两相对，粘贴在弹性柱梁与固定框连接根部的上下表面，紧挨固定框；上述2个惠斯通电桥用于测量大载荷片盒式天平受载后的法向力和俯仰力矩。

上述用于试车台试验的大载荷片盒式天平，所述轴向力弹性片梁组包括两个弹性片梁和两组支撑片梁，每个支撑片梁包括第一支撑片梁和第二支撑片梁。

上述用于试车台试验的大载荷片盒式天平，所述两个弹性片梁位于模型端长度方向的中间，每个弹性片梁的一端均连接浮动框，另一端均连接模型端；所述第一支撑片梁包括四十个形状均为长方体的弹簧片，每十个弹簧片平行等间距排列为一组，每组弹簧片均位于模型端的两侧靠近纵向载荷弹性柱梁组的位置；所述第二支撑片梁包括八个形状均为长方体的支撑片，每两个支撑片平行等间距排列为一组，每组支撑片均位于模型端的两侧靠近弹性片梁的位置。