[发明专利]一种载荷不匹配的六分量大力矩天平

说明书

本发明属于风洞气动力测量装置技术领域，具体涉及一种载荷不匹配的六分量大力矩天平，其包括：模型连接件(1)、测量元件组件(11)和固定连接件(6)；测量元件组件(11)设置在模型连接件(1)和固定连接件(6)之间；测量元件组件(11)包括：力矩测量元件、第一力测量元件、第二力测量元件、第一过渡段(8)、第二过渡段(9)和第三过渡段(10)；第一过渡段(8)的末尾端、第二过渡段(9)的起始端、第二过渡段(9)的末尾端、第三过渡段(10)的起始端彼此首尾相连设置；力矩测量元件设置在第一过渡段(8)的起始端，第一力测量元件设置在第二过渡段(9)的起始端和末尾端，第二力测量元件设置在第三过渡段(10)的末尾端。

技术领域

本发明属于风洞气动力测量装置技术领域，具体地说，涉及一种载荷不匹配的六分量大力矩天平。

背景技术

目前，风洞测力试验中普遍采用内式六分量杆式天平，该类天平的测量元件对称布置在天平校准中心前后，其共同特点是：天平校准中心与模型压心重合或者距离较小，天平各分量载荷的匹配性较好，力大于力矩载荷，力与力矩载荷的比值从几到几十不等。对于天平校准中心距模型压心较远的情况，这类天平承受很大的力矩载荷，但这类天平的力载荷通常较小，这使得天平的力矩与力载荷比值较大。对于力矩载荷很大且力矩与力载荷比值较大情况的风洞试验而言，内式六分量杆式天平无法满足力载荷小力而力矩载荷大的测量要求，造成风洞试验中模型力矩载荷大而力载荷小的测量困难。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种载荷不匹配的六分量大力矩天平，解决了风洞试验中模型力矩载荷大而力载荷小的测量困难的问题。

本发明提供了一种载荷不匹配的六分量大力矩天平，其包括：模型连接件、测量元件组件和固定连接件；

所述测量元件组件设置在模型连接件和固定连接件之间；

所述测量元件组件包括：力矩测量元件、第一力测量元件、第二力测量元件、第一过渡段、第二过渡段和第三过渡段；

第一过渡段的末尾端、第二过渡段的起始端、第二过渡段的末尾端、第三过渡段的起始端彼此首尾相连设置，形成串联式结构；

力矩测量元件设置在第一过渡段的起始端，第一力测量元件设置在第二过渡段的起始端和末尾端，第二力测量元件设置在第三过渡段的末尾端。

作为上述技术方案的改进之一，所述力矩测量元件包括：俯仰与滚转测量元件和偏航测量元件；

所述第一力测量元件包括侧向力Z分量测量元件和轴向力X分量测量元件；

第二力测量元件包括法向力Y分量测量元件；

第一过渡段的起始端通过在其上设置的俯仰与滚转测量元件和偏航测量元件，并与模型连接件相连接，且俯仰与滚转测量元件和偏航测量元件呈圆周分布设置；

第二过渡段的起始端的左、右两侧分别设置侧向力Z分量测量元件；第二过渡段的末尾端的上、下两侧分别设置轴向力X分量测量元件；

第三过渡段上套装至少一个多组超静定梁，且二者套设在固定连接件内，形成一体式不可拆卸的轮辐式结构，且该至少一个多组超静定梁靠近固定连接件。

作为上述技术方案的改进之一，所述俯仰与滚转测量元件进一步包括：第一测量元件和第二测量元件；其中，第一测量元件和第二测量元件共同测量气动载荷的俯仰力矩Mz分量载荷和滚转力矩Mx分量载荷；

所述偏航测量元件进一步包括：第三测量元件和第四测量元件；其中，第三测量元件和第四测量元件共同测量气动载荷的偏航力矩My分量载荷；

第一测量元件、第二测量元件、第三测量元件和第四测量元件在圆周方向呈0度分布，四者均设置在第一过渡段的起始端。