[发明专利]一种六分力试车台及其测量矢量推力的方法

权利要求书

1.一种六分力试车台，其特征在于，包括动架，定架，测力组件和原位校准装置；

动架包括转接架，中心架，加强板和桁架；沿试验件的轴向方向，转接架，桁架和中心架依次固定连接，加强板安装在试验件上；转接架包括依次固定连接的前板，承力管和后板，后板与桁架连接，前板上固定有中心套；

定架包括水平基础部，承力部和安装部；水平基础部包括水平底座，水平基板，第一支撑座和第二支撑座；水平基板固定在水平底座上，第一支撑座和第二支撑座固定在水平底座上，第一支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置，第二支撑座为2个，相对于水平基板的长度方向对称设置；承力部包括承力墙，承力架，承力座安装座和承力座；承力墙与水平底座一端固定连接，承力座安装座一端与水平基板固定连接，另一端与承力座固定连接，承力架一端与承力墙固定连接，另一端与承力座固定连接；安装部包括第一龙门架和第二龙门架，第一龙门架与第一支撑座固定连接，第二龙门架与第二支撑座固定连接；沿水平底座的长度方向，承力墙，承力架，承力座，第一龙门架和第二龙门架依次排列；

测力组件和原位校准装置均为多个；转接架上的中心套通过一个测力组件与承力座连接；后板顶部通过一个原位校准装置与第一龙门架的横梁连接，后板一侧面通过一个测力组件与第一龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第一龙门架的另一个立柱连接；后板的底部通过一个测力组件与水平基板连接，所有与后板连接的原位校准装置和测力组件在一个竖直面上；

中心架的一侧面通过一个测力组件与第二龙门架的一个立柱连接，另一侧面通过一个原位校准装置与第二龙门架的另一个立柱连接，中心架的底部通过2个测力组件和1个原位校准装置与水平基板连接，连接中心架底部与水平基板的2个测力组件位于连接中心架底部与水平基板的原位校准装置的两侧，所有与中心架连接的原位校准装置和测力组件在一个竖直面上。

2.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：前板通过拉杆与承力座连接，后板底部通过2个限位支撑架与水平基板连接，2个限位支撑架位于连接后板的底部和水平基板的测力组件的两侧。

3.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：测力组件包括依次连接的第一连接板、第一万向柔性件、测力传感器、第二万向柔性件和第二连接板。

4.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：原位校准装置包括依次连接的液压加载装置、力传感器和校准液压缸。

5.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：第一龙门架的每个立柱上设置有第一龙门安装架，第二龙门架的每个立柱上设置有第二龙门安装架；试验件为燃气涡轮发动机或燃气涡轮发动机模拟试验件；试验件为燃气涡轮发动机模拟试验件时，燃气涡轮发动机模拟试验件包括试验件模拟输入筒，试验件模拟输入筒为4个，分别安装在2个第一龙门安装架和第二龙门安装架上。

6.根据权利要求1所述的六分力试车台，其特征在于：第一龙门架，第二龙门架和承力座安装座上设置有过流孔。

7.根据权利要求3所述的六分力试车台，其特征在于：连接转接架上的中心套与承力座的测力组件的测力传感器为压力传感器。

8.根据权利要求3所述的六分力试车台，其特征在于：连接中心架的一侧面与第二龙门架的一个立柱的测力组件以及连接后板一侧面与第一龙门架的一个立柱的测力组件的测力传感器为拉压双向测力传感器。

9.根据权利要求3所述的六分力试车台，其特征在于：连接中心架底部与水平基板的2个测力组件以及连接后板底部与水平基板的测力组件的测力传感器为拉压双向测力传感器。

10.一种使用权利要求1-9任一项所述的六分力试车台测量矢量推力的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)、构建六分力模型；

构建O-XYZ直角坐标系，以试验件的轴线与所有与后板连接的原位校准装置和测力组件所在的竖直面为坐标系原点O，以试验件的轴线为X轴，Y轴过原点O与X轴垂直相交并与水平面平行，Z轴过原点O与X轴垂直相交并与竖直面平行；规定测力组件受拉力为“正”，受压为“负”；

S2)、根据六分力模型，通过空间力系平衡方程组解算出试验件的矢量推力的大小、偏心角和偏心距；所述空间力系平衡方程组为：

式中：F₁和F₂分别为连接中心架底部与水平基板的2个测力组件的测力值，单位为N；F₃为连接中心架的一侧面与第二龙门架的一个立柱的测力组件的测力值，单位为N；F₄为连接后板底部与水平基板的测力组件的测力值，单位为N；F₅为连接后板一侧面与第一龙门架的一个立柱的测力组件的测力值，单位为N；F₆为连接转接架上的中心套与承力座的测力组件的测力值，单位为N；

P为矢量推力的大小，单位为N；

P_x、P_y和P_z分别为矢量推力在X、Y、Z三个坐标方向的分量，其数量值的单位为N；

M_x、M_y、M_z分别为合力矩在X、Y、Z三个坐标方向的分量，其数量值的单位为N·m，按右手螺旋法则确定“正”方向；

W为试验件的重力，单位为N，为已知值；

L_m为试验件重心与所有与后板连接的原位校准装置和测力组件所在的竖直面的水平距离，单位为m，为已知值；

L为所有与后板连接的原位校准装置和测力组件所在的竖直面与所有与中心架连接的原位校准装置和测力组件所在的竖直面的距离，单位为m，为已知值；

R为所有与中心架连接的原位校准装置和测力组件所在的竖直面上，连接中心架底部与水平基板的2个测力组件的水平距离的一半，单位为m，为已知值；

y_p和z_p分别为矢量推力通过试验件重心所在竖直面的交点在Y轴和Z轴的坐标，其数值单位为m；

ρ为矢量推力的偏心距；

γ为矢量推力的偏心角。