[发明专利]一种大滚转力矩小侧向力天平

说明书

本发明公开了一种大滚转力矩小侧向力天平，属于风洞试验技术领域，目的在于解决在高速风洞中，当天平的滚转力矩大、侧向力小时，现有的天平难以满足实验要求等的问题。本发明的大滚转力矩小侧向力天平包括前过渡段、前测量梁、轴向力测量元件、后测量梁、后过渡段，所述轴向力测量元件包括中间第一过渡段、轴向力前支撑梁组、轴向力测量梁、轴向力后支撑梁组、中间第二过渡段。本发明通过对天平元件的全新设计，使得天平在满足试验安全的前提下，侧向分量都有一个较为合理的灵敏度，同时减少了滚转力矩分量Mx对侧向分量的干扰输出，提高了天平侧向分量的测量精准度。本发明构思巧妙，设计合理，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，具体涉及一种大滚转力矩小侧向力天平。本发明能够适用于滚转力矩大、侧向力小的风洞天平设计，将本发明应用于天平中，在满足试验安全的前提下，对提高天平侧向气动力载荷的测量精准度具有显著的进步意义。

背景技术

风洞天平(简称天平)是测力试验中最重要的测量装置，主要用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向和作用点。目前，通常使用多分量天平来满足风洞试验的要求。另一方面，试验安全是风洞试验中最重要的指标，天平设计就是在保证试验安全的前提下(即天平具有足够的强度)，通过优化天平各分量的测量元件，使其达到较为理想的测量灵敏度，即达到测量精准度要求，同时提高天平的测量精准度。

天平各分量均有足够的测量灵敏度，即具有足够的设计应变值，但设计应变值受到应变计粘贴强度、天平材料所允许的最大综合应力的限制。一般情况下，高速风洞应变天平的设计应变值范围在150～500με。通常情况下，天平各分量的设计载荷要匹配合理，表1给出了高速风洞天平的匹配参考值。

表1高速风洞天平匹配参考值

如果载荷匹配值不合理，不但会增加天平的设计难度，还会影响天平的性能，甚至个别分量达不到测量的灵敏度要求，无法满足试验要求。

根据试验需要，本发明天平的天平载荷如下表2所示，其天平分量载荷比值如下表3所示。

表2本发明天平载荷

表3本发明天平分量载荷比值

由表1和表3可见：该天平的滚转力矩Mx分量载荷大(Y/Mx约为参考值的1/5)，侧向力Z分量载荷小(Y/Z约为参考值的6倍)，按常规方法无法设计出满足试验要求的天平。

为此，本发明提供一种大滚转力矩小侧向力天平。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对在高速风洞中，当天平的滚转力矩大、侧向力小时，现有的天平难以满足实验要求的问题，提供一种大滚转力矩小侧向力天平。本发明通过对天平元件的全新设计，使得天平在满足试验安全的前提下，侧向分量都有一个较为合理的灵敏度，同时减少了滚转力矩分量Mx对侧向分量的干扰输出，提高了天平侧向分量的测量精准度。本发明构思巧妙，设计合理，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大滚转力矩小侧向力天平，其特征在于，包括前过渡段、前测量梁、轴向力测量元件、后测量梁、后过渡段，所述轴向力测量元件包括中间第一过渡段、轴向力前支撑梁组、轴向力测量梁、轴向力后支撑梁组、中间第二过渡段，所述中间第一过渡段为轴向力前支撑梁组靠近前测量梁的一端，所述中间第二过渡段为轴向力后支撑梁组靠近后测量梁的一端；

所述前过渡段、前测量梁、轴向力测量元件、后测量梁、后过渡段依次相连；