一种高速风洞减速伞测力天平的制作方法

本发明涉及风洞试验领域，更具体地涉及一种高速风洞减速伞测力天平。

背景技术：

1、在测力风洞试验中，天平的精准度是提供高质量气动数据的关键，其测力的精准度直接影响风洞试验的数据质量。

2、减速伞风洞试验，试验模型为减速伞，在高速风洞试验过程中，产生巨大的阻力，并且不确定方向的其他分力也很大，因此对测力天平要求很高，以往的天平形式无法满足超大阻力的精确测量。

3、公告号为cn108020394b的发明专利中公开了一种加油机吊舱软管稳定伞测力装置，在现有杆式天平技术和弯刀式尾撑装置技术上安装稳定企接头、弯刀支杆、杆式天平转接螺栓，并将他们按照加油吊舱软管接头稳定伞的真实飞行状态下的气动力环境组建成测力装置，但上述专利对于在高速风洞试验过程中，减速伞风洞试验中产生巨大的阻力、分力难以测量的问题没有给出解决方案。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述技术问题，本发明提供一种高速风洞减速伞测力天平。

2、本发明采用的具体方案为：一种高速风洞减速伞测力天平，所述天平前端设置固定端法兰，后端设置受力端法兰，所述固定端法兰与受力端法兰之间设置连接梁，所述固定端法兰前端两侧设置天平应变梁，该天平应变梁与所述连接梁相互垂直；所述天平应变梁的轴向前后面端部均设置阻力应变计，所述天平应变梁的法向上下面端部均设置法向力应变计，所述天平应变梁的法向上下面中部均设置俯仰力矩应变计；所述固定端法兰通过支撑架与减速伞的钝状体模型连接；所述受力端法兰通过减速伞连接件与减速伞连接。

3、所述测力天平外部设置天平整流罩。

4、所述固定端法兰中部设置连接直口；所述受力端法兰中部设置连接直口。

5、所述天平应变梁的个数为4个。

6、所述阻力应变计个数为4个，分别设置在4个天平应变梁上；所述法向力应变计个数为4个，分别设置在4个天平应变梁上；所述俯仰力矩应变计个数为2个，分别设置在其中2个天平应变梁上。

7、所述天平在法向力作用下，应变计算方法：；其中：法向力作用下的最大应变；y：法向力，单位为牛顿；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米。

8、所述天平在阻力作用下，应变计算方法：；其中：阻力作用下的最大应变；x：阻力，单位为牛顿；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米。

9、所述天平在俯仰力矩作用下，应变计算方法：；其中：俯仰力矩作用下的最大应变；：俯仰力矩，单位为牛顿米；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；g: 剪切弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米；：为与材料长宽比相关的常数；：中性面到测量端面的距离，单位为米。

10、本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

11、本发明公开了一种高速风洞减速伞测力天平，天平前端设置固定端法兰，后端设置受力端法兰，固定端法兰与受力端法兰之间设置连接梁，固定端法兰前端两侧设置天平应变梁，该天平应变梁与所述连接梁相互垂直；天平应变梁的轴向前后面端部均设置阻力应变计，天平应变梁的法向上下面端部均设置法向力应变计，天平应变梁的法向上下面中部均设置俯仰力矩应变计，解决了现有天平对于减速伞风洞试验中产生巨大的阻力、分力难以测量的问题。

技术特征：

1.一种高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述天平前端设置固定端法兰（1），后端设置受力端法兰（4），所述固定端法兰（1）与受力端法兰（4）之间设置连接梁（14），所述固定端法兰（1）前端两侧设置天平应变梁（3），该天平应变梁（3）与所述连接梁（14）相互垂直，所述天平应变梁（3）的轴向前后面端部均设置阻力应变计（5），所述天平应变梁（3）的法向上下面端部均设置法向力应变计（6），所述天平应变梁（3）的法向上下面中部均设置俯仰力矩应变计（7）；所述固定端法兰（1）通过支撑架（9）与减速伞的钝状体模型（8）连接；所述受力端法兰（4）通过减速伞连接件（12）与减速伞（13）连接。

2.根据权利要求1所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述测力天平外部设置天平整流罩（10）。

3.根据权利要求2所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述固定端法兰（1）中部设置连接直口（2）；所述受力端法兰（4）中部设置连接直口（2）。

4.根据权利要求3所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述天平应变梁（3）的个数为4个。

5.根据权利要求4所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述阻力应变计（5）个数为4个，分别设置在4个天平应变梁（3）上；所述法向力应变计（6）个数为4个，分别设置在4个天平应变梁（3）上；所述俯仰力矩应变计（7）个数为2个，分别设置在其中2个天平应变梁（3）上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述天平在法向力作用下，应变计算方法：；其中：法向力作用下的最大应变；y：法向力，单位为牛顿；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米。

7.根据权利要求6所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述天平在阻力作用下，应变计算方法：；其中：阻力作用下的最大应变；x：阻力，单位为牛顿；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米。

8.根据权利要求6所述的高速风洞减速伞测力天平，其特征在于，所述天平在俯仰力矩作用下，应变计算方法：；其中：俯仰力矩作用下的最大应变；：俯仰力矩，单位为牛顿米；l：应变梁长度，单位为米；e：拉伸弹性模量，单位为兆帕；g: 剪切弹性模量，单位为兆帕；b：应变梁宽度，单位为米；h：应变梁厚度，单位为米；：为与材料长宽比相关的常数；：中性面到测量端面的距离，单位为米。

技术总结
本发明涉及风洞试验领域，公开了一种高速风洞减速伞测力天平，所述天平前端设置固定端法兰，后端设置受力端法兰，所述固定端法兰与受力端法兰之间设置连接梁，所述固定端法兰前端两侧设置天平应变梁，该天平应变梁与所述连接梁相互垂直；所述天平应变梁的轴向前后面端部均设置阻力应变计，所述天平应变梁的法向上下面端部均设置法向力应变计，所述天平应变梁的法向上下面中部均设置俯仰力矩应变计。本发明解决了现有天平对于减速伞风洞试验中产生巨大的阻力、分力难以测量的问题。

技术研发人员：赵晓光,张明龙,周航
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14