[发明专利]一种提高半模天平校准不确定度的装置及应用

说明书

本发明公开了一种提高半模天平校准不确定度的装置及应用，其包括主体框架、纵向施力定位组件、横向施力定位组件；主体框架包括第一主梁、第二主梁、第三主梁、第一辅助梁、第二辅助梁、第三辅助梁，第一主梁和第三主梁为工字梁且内部竖直方向设置有筋板，第一主梁和第三主梁平行设置；第一主梁通过第二主梁和第三辅助梁与第三主梁相连，第一辅助梁与第一主梁和第二主梁连接，第二辅助梁与第二主梁和第三主梁连接，且第一辅助梁和第二辅助梁对称；第二主梁上设置有用于安装半模天平和/或校准接头的连接装置。本发明对主体框架及施力定位组件结构和加载点布局进行了全新优化，能提高半模天平校准的不确定度，实现高精度半模天平的校准。

技术领域

本发明涉及风洞气动试验技术领域，具体为一种提高半模天平校准不确定度的装置及应用。更具体地，本发明实现了对各加载点的精准定位，避免了由于力的作用点及方向偏移产生的附加干扰，提高了半模天平的校准不确定，适用于高速风洞高精度半模天平的校准。

背景技术

风洞天平校准包括静态校准和动态校准。其中，静态校准是在天平校准设备上进行，动态校准是在风洞中进行，本发明所述的天平校准为天平静态校准。天平静态校准是风洞天平研制的重要环节，通过天平的静态校准获得天平工作公式和天平的测量不确定度，为风洞试验过程中数据的精准测量打下坚实的基础。

半模天平的特点是承载能力大，且纵向载荷和横向载荷匹配性差；就纵向载荷而言，力和力矩的匹配性也很差。对采用砝码重力作为加载方式的加载装置来说，在满足力分量载荷不超载的情况下实现力矩的满载荷加载，要求加载装置的力臂特别长，才能匹配加载过程中力和力矩的载荷。采用该方式，加载装置的尺寸就特别大，重量和刚度间存在矛盾。

在天平校准过程中，加载装置既是施力装置也是传力装置，力作用点位置及加载装置的刚度对天平测量不确定度影响较大。

首先，目前的加载装置采用顶尖、顶窝方式实现力的传递。但在大载荷作用下，顶尖容易磨损，造成力的作用点相对于天平中心位置发生偏移，即力的作用点位置发生变化。其次，在对天平施加载荷时，加载装置本身发生变形，也会引起力的作用点位置发生变化。再次，加载装置的重量增大后，将使天平在未施加载荷时就发生变形。它们都将引入附加干扰，造成天平校准不确定度降低。同时，如果加载点与天平中心线不在同一平面内，在天平校准过程中，会产生附加力矩，降低天平校准不确定度。

这就要求半模加载装置的重量小且刚度尽量好，力的作用点位置精准，才能满足高精度半模天平的校准。

发明内容

本申请的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种提高半模天平校准不确定度的装置及应用。其既减轻了的重量，又提高了的刚度；既实现加载点的精准定位及长期稳定性，又解决了大载荷作用下的磨损，避免了由于力的作用点及方向偏移产生的附加干扰，提高半模天平校准不确定度，满足高精度半模天平的校准要求，提高风洞试验数据的准确性和可靠性。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种提高半模天平校准不确定度的装置，包括主体框架、纵向施力定位组件、横向施力定位组件；

所述主体框架包括第一主梁、第二主梁、第三主梁、第一辅助梁、第二辅助梁、第三辅助梁，所述第一主梁、第三主梁分别为工字梁且第一主梁的内部、第三主梁的内部竖直方向分别设置有筋板，所述第一主梁和第三主梁平行设置；所述第一主梁通过第二主梁及第三辅助梁与第三主梁相连，所述第二主梁和第三辅助梁平行设置，所述第一辅助梁的两端分别与第一主梁、第二主梁连接，所述第二辅助梁的两端分别与第二主梁、第三主梁连接且第一辅助梁和第二辅助梁关于YOZ平面对称设置；所述第二主梁上设置有用于安装半模天平和/或校准接头的连接装置；