[发明专利]一种六分量杆式天平快速加载方法

说明书

本发明公开了一种六分量杆式天平快速加载方法，包括支杆和连接在支杆端部的杆式天平，沿着支杆和杆式天平的轴线方向设置一个加载架连接到支杆上，在加载架上设置三个不同方向的滑轮，绳索绕过滑轮一端连接到杆式天平上，绳索另一端用于连接砝码；本发明通过该加载架中的三套滑轮和滚转加载梁可对天平六分量进行较为准确的加载校验，本发明设计了测量平台，可以测量加载架本身的滚转角、俯仰角，本发明该加载架功能齐全，简单易用，特别适用于风洞现场空间狭小、测量要求快速耗时少等场合。

技术领域

本发明涉及杆式天平的测力风洞试验领域，具体涉及到一种六分量杆式天平快速加载方法，用于快速校验杆式天平的力和力矩。

背景技术

开展风洞试验时，一般将飞机模型或者其它试验物安装在风洞内专用的支撑装置上，使空气有规律地从模型四周流过，通过天平测量模型受到的力和力矩。天平是一种六分量测力传感器，将模型所受到的外力按天平体轴分解为法向力Y、轴向力X、侧向力Z、俯仰力矩M_Z、偏航力矩M_Y、滚转力矩M_X。天平按安装方式可分为外式天平和内式天平，按结构形式可分为塔式、杆式、盒式等。在风洞试验正式开展前，为判定天平工况是否正常，一般需对天平的力和力矩进行加载校验。

在对杆式天平的加载校验中，除法向力（沿重力方向）和俯仰力矩外，均是通过手持弹簧秤测量给定载荷的，该方式存在载荷波动大、载荷方向不稳定、偏航力矩和滚转力矩无法给定等重大缺陷，所得到的数据仅能用于定性判断，不能准确判断天平组合公式中较小分量的极性和数值是否正常。这些缺陷大大影响了天平加载的效率和质量，为后续试验埋下隐患。

发明内容

本发明的目的是提出了一种天平加载方法，设计了一套简易加载架，可以快速的对天平各分量进行较为准确的加载，克服以往风洞试验现场力和力矩加载困难、用时长的情况。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种六分量杆式天平快速加载方法，包括支杆和连接在支杆端部的杆式天平，沿着支杆和杆式天平的轴线方向设置一个加载架连接到支杆上，在加载架上设置三个不同方向的滑轮，绳索绕过滑轮一端连接到杆式天平上，绳索另一端用于连接砝码。

通过砝码和不同方向的滑轮可以测量杆式天平的法向力、俯仰力矩、轴向力、侧向力、偏航力矩。

在上述技术方案中，所述加载架包括沿着轴线设置的前面板、后面板和连接前、后面板的框架，所述前面板上设置有连接锥套用于与支杆连接，框架上沿着重力方向设置有第一滑轮、沿着支杆轴向方向设置有第二滑轮、框架的侧面设置有第三滑轮。

在上述技术方案中，杆式天平的连接端与支杆的端部连接后、杆式天平的浮动端设置在加载架的框架内。

在上述技术方案中，第一滑轮上绳索一端连接砝码、一端连接到杆式天平的浮动端上，第一滑轮与浮动端之间的绳索与浮动端的重力方向一致。

在上述技术方案中，第二滑轮上绳索一端连接砝码、一端连接到杆式天平的浮动端上，第二滑轮沿着浮动端的轴线方向设置，第二滑轮与浮动端之间的绳索与杆式天平的轴线保持一致。

在上述技术方案中，第三滑轮上绳索一端连接砝码、一端连接到杆式天平的浮动端上，第三滑轮与浮动端处于同一高度位置，第二滑轮与浮动端之间的绳索垂直于杆式天平与第二滑轮所在平面。

在上述技术方案中，所述框架上设置有加载梁，所述加载梁上设置有锥套，所述锥套用于连接到杆式天平的浮动端，所述加载梁的一端用于连接砝码。

在上述技术方案中，所述框架由四根滑轨构成，所述框架由四根滑轨构成，

在上述技术方案中，所述加载梁上可以设置倾斜仪测量天平滚转角度。