[发明专利]一种用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平

说明书

本发明公开了一种用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平，属于空气动力学测量技术领域，是针对传统天平设计已经无法满足民机高速风洞试验测试的需求所提出，其包括：一体式结构的圆柱形天平本体，所述天平本体横向对称轴与纵向对称轴的交点为天平本体的中心，在中心处的左右两侧对称设有阻力应变梁，在每个阻力应变梁的上下任意一端设有阻力应变梁开缝，所述阻力应变梁开缝将阻力应变梁的一端与天平本体分离，使阻力应变梁形成T形结构。本发明提高了天平使用中的稳定性和阻力测试灵敏度，具有结构间相互干扰较小，天平整体刚度好，与相关试验件配合合理等优点。

技术领域：

本发明属于空气动力学测量技术领域，具体涉及一种用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平。

背景技术：

民用飞机在飞行过程中受到的阻力是影响运营成本的重要因素，因此在飞机风洞试验中对阻力参数的精确测量显得尤为重要。传统风洞天平设计时主要考虑各气动分量的设计匹配，往往会降低阻力元的灵敏度以实现较好的综合力学性能。但随着民机领域的快速发展，民机风洞试验中对重要参数的测量标准不断提高，特别针对阻力参数，传统天平设计思想已经无法满足高精度测试的需求，所以急需有针对性的研发和设计一种适用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平来应对需求。

发明内容：

本发明为克服上述缺陷，提供了一种用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平，该高精度阻力天平通过对阻力应变梁结构，使阻力测量精度提高，结构干扰降低。

本发明采用的技术方案在于：一种用于民机高速风洞试验的高精度阻力天平，包括：一体式结构的圆柱形天平本体，所述天平本体横向对称轴与纵向对称轴的交点为天平本体的中心，在中心处的左右两侧对称设有阻力应变梁，在每个阻力应变梁的上下任意一端设有阻力应变梁开缝，所述阻力应变梁开缝将阻力应变梁的一端与天平本体分离，使阻力应变梁形成T形结构。

优选地，所述阻力应变梁开缝由天平本体外壁向内水平延伸后再竖直向下延伸，所述阻力应变梁开缝纵截面整体呈倒置的L形。

优选地，所述阻力应变梁开缝间隙为1mm。

优选地，在阻力应变梁的一侧加工有阻力元件电桥布线孔，所述阻力元件电桥布线孔开设在天平体开缝与天平本体轴线的交汇处。

优选地，在阻力应变梁两侧由近及远依次分别设有等强度支撑梁、组合应变梁和锥面，且以天平本体中心对称设置，将位于阻力应变梁前端且按照由近及远的位置分布分别定义为前等强度支撑梁、前组合应变梁和前锥面，将位于阻力应变梁后端按照由近及远的位置分布分别定义为后等强度支撑梁、后组合应变梁和后锥面，在前等强度支撑梁和后等强度支撑梁之间倾斜开设有贯通的天平体开缝。

优选地，所述天平体开缝间隙为0.8mm。

优选地，在后锥面上加工有用来将天平本体与试验系统进行连接的天平安装楔键孔。

优选地，所述前组合应变梁与后组合应变梁均采用等强度分布的三柱梁式结构。

优选地，所述前等强度支撑梁和后等强度支撑梁均由五个支撑片组成，且等强度分布。

优选地，所述前锥面锥度为1:5，所述后锥面锥度为1:10。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用一体式结构，天平本体整体刚度好，而且不存在装配误差和装配应力的影响；

2、本发明通过阻力应变梁开缝将阻力应变梁一端与天平本体分开，使阻力应变梁形成T形结构，阻力应变梁的T形结构较传统应变梁而言，在保证较高灵敏度的同时具有更好的抗干扰性，而且对支撑梁也进行了优化设计，使结构尺寸达到最优匹配，测量灵敏度提高，应变梁和支撑梁的相互间干扰降低；

3、本发明结构空间设计合理，便于实施应变片粘贴和测试线路布置；