[发明专利]一种高压复合材料气瓶动载荷高精度质心测量方法

权利要求书

1.一种高压复合材料气瓶动载荷高精度质心测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用梯度加压、卸压方式实现高压复合材料气瓶动载荷状态下受到加压膨胀变形、泄压收缩变形，利用设置在质心测量台上的按象限角角度成180°对称的三个称重传感器测量变形过程中的气瓶质量，利用激光测距传感器获得质心测量台基准和气瓶基准的相对位移，结合三点质量测量法获得变形过程中的质心位置动态变化；将质心位置动态变化与实际质心位置相加，得到质心位置实时值，实现质心测量；

具体包括如下步骤：

步骤21.将三个称重传感器按象限角角度成180°对称放置在质心测量平台上，加载称重传感器；

观察称重传感器读数稳定后，分别确认并保存0°空载、90°空载、180°空载以及270°空载状态；

步骤22.称重传感器卸载；

步骤23.将气瓶安装在质心测量平台上；

步骤24.待三个称重传感器质量读数稳定后，确认气瓶0°加载；

步骤25.利用激光测距传感器获得质心测量平台基准与被测气瓶基准间的相对距离；

步骤26.旋转气瓶，通过称重传感器获得气瓶90°加载、180°加载以及270°加载时的气瓶质量；

步骤27.将步骤26获得的气瓶质量和步骤25获得的相对距离通过三点质量测量方法计算得出气瓶的质心以及质偏结果；

步骤28.对气瓶进行加压、卸压过程质心测量；

其中，在每个压力段上按照上述方法完成增压过程的质心测量，并保存记录数据；对气瓶梯度式卸压，按照上述方法完成每个压力段上卸压过程的质心测量，并保存记录数据；

步骤29，汇总所有质心测量数据，根据实测气瓶加压、卸压过程时的质心位置变化情况，绘制气瓶压力及质心位置变化曲线。

2.根据权利要求1所述的高压复合材料气瓶动载荷高精度质心测量方法，其特征在于，所述三点质量测量方法具体为：

OX、OY为质心测量平台参考轴，原点O为质心测量平台的定位中心；H₁、H₂和H₃分别为三个称重传感器距参考轴OX的垂直距离，其中，H₃为0，L₁、L₂以及L₃、为三个称重传感器距参考轴OY的垂直距离；设oxyz为气瓶坐标轴，质心测量平台OX轴和气瓶ox轴重合，点C为气瓶在oxy平面的质心位置，有：

w＝w₁+w₂+w₃ (1)

式中w为气瓶质量，w₁,w₂,w₃分别为1,2,3三点处称重传感器的实测值；

各点的分质量测出后，根据力和力矩平衡原理在平面OXY内对OX取矩可得气瓶在oxy平面内的径向质心y_c为：

对OY取矩可得气瓶轴向质心x_c为：

将气瓶绕x轴转动90°，使气瓶oz轴和装置OY轴平行，同理可得气瓶在oxz平面内的径向质心z_c为：

式中w′₁,w′₂分别为气瓶在90°状态时1,2两点处称重传感器的实测值。

3.根据权利要求1所述的高压复合材料气瓶动载荷高精度质心测量方法，其特征在于，设气瓶oxy平面和质心测量平台平行，0°时径向质心测量值为180°时径向质心测量值为在0°和180°时的总质量均为w,则有

式中分别为气瓶在0°和180°位置测得的称重传感器1,2的质量，则气瓶相对于其中心轴在oxy面的径向质偏y′_c为

式中

分别将气瓶绕x轴转动90°、270°，90°时径向质心测量值为270°时径向质心测量值为在90°和270°时的总质量均为w,则有

式中分别为气瓶在90°和270°位置测得的称重传感器1,2的质量，则气瓶相对于其中心轴在oxz面的径向质偏z'_c为

式中

4.根据权利要求1所述的高压复合材料气瓶动载荷高精度质心测量方法，其特征在于，对气瓶进行质心测量前，还包括利用标准件对质心测量台进行标校的过程。