[发明专利]一种薄管内部可变质量配重及质量调整方法

说明书

一种薄管内部可变质量配重及质量调整方法，所述的配重包括配重滑槽、若干配重片、固定螺栓；至少两个配重滑槽固定在试验薄管内部；配重滑槽的底部形状与薄管内壁形状一致，配重滑槽的上端开口尺寸小于同一截面处底部尺寸；配重片的形状与上述滑槽形状一致，可以从配重滑槽的侧方放置到滑槽内，配重滑槽的两侧一端设置堵头，另一侧设置固定螺栓孔；固定螺栓拧进固定螺栓孔，通过固定螺栓顶紧放置在滑槽内的配重片，将配重片与配重滑槽之间相互固定。

技术领域

本发明薄管内部可变质量配重，属于航天航空工程领域。

背景技术

在进行一些动态风洞试验时，需要设计模型与设计原型满足动力学相似，这种动力学相似通常通过质量分布相似和刚度分布相似来实现。对于质量分布相似常规做法是：利用有限元计算得到模型应有的质量分布，再加工相关配重，再在模型不同位置安装配重，保障模型的质量分布相似。

如图1所示，现有的模型配重方式包括：薄壁模型、配重，铆钉等固定零件。试验室前需要使用铆钉将配重安装到薄壁模型的内部，配重一旦安装固定后，则无法进行拆卸。

现有的模型配重存在以下问题：

(1)试验设计困难，由于需要进行复杂的模型设计工作，才能获得简化模型上各个位置准确的质量分布，并通过等效的方法设计配重，设计过程往往很难实现设计原型完全相似，从而带来设计误差。

(2)配重质量不可调，一旦配重与模型相互固定，则无法拆卸，否则将损坏试验模型，即使发现设计上出现失误，也无法通过改变模型配重的方式修改设计模型。

(3)模型设计误差无法避免，由于有限元计算、机械加工、安装、设计等方面产生的误差无法消除，实际模型动力学特征可能与预期相差较大，但仍无法改变，即使在地面过程中发现设计部件出现问题，但仍然无法改变模型。

(4)设计的配重均无法重复使用，下次进行的试验仍需要重新设计、加工和配重，造成一定程度上的浪费。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种薄管内部可变质量配重及质量调整方法，可以在地面试验之后简单方便地进行模型的配重调节，从而实现降低模型设计难度、增加模型设计准确率和成功率等优点。

本发明的技术解决方案是：一种薄管内部可变质量配重，包括：配重滑槽、若干配重片、固定螺栓；至少两个配重滑槽固定在试验薄管内部；配重滑槽的底部形状与薄管内壁形状一致，配重滑槽的上端开口尺寸小于同一截面处底部尺寸；配重片的形状与上述滑槽形状一致，可以从配重滑槽的侧方放置到滑槽内，配重滑槽的两侧一端设置堵头，另一侧设置固定螺栓孔；固定螺栓拧进固定螺栓孔，通过固定螺栓顶紧放置在滑槽内的配重片，将配重片与配重滑槽之间相互固定。

优选的，所述的配重滑槽最优为三个，且对称固定在试验薄管内部。

优选的，当试验薄管为薄圆管时，配重滑槽的截面形状为扇环形状；当试验薄管为方管时，配重滑槽的截面形状为梯形。

优选的，当配重滑槽为三个时，若试验薄管为圆管，则扇环所对应的圆心角不大于100°，若试验薄管为方管，则梯形两侧边所成的角度不大于90°。

优选的，当配重滑槽为三个时，若试验薄管为圆管，则扇环所对应的圆心角60°～100°，若试验薄管为方管，则梯形两侧边所成的角度60°～80°。

优选的，所述的固定螺栓孔为半封闭的螺纹孔，螺纹孔的开口角度b取值120°±10°。

优选的，所述的配重滑槽、配重片、固定螺栓采用密度超过15000kg/m³合金或金属制作。

优选的，所述的固定螺栓端部为平头。

优选的，所述的配重片厚度在1mm～2mm之间。