[发明专利]一种带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法

权利要求书

1.一种带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，包含如下步骤：

（1）使用三维建模软件对机翼、铰链力矩天平、第一盖板、第二盖板进行三维模型构建；构建的三维模型包括机翼、铰链力矩天平、第一盖板、第二盖板，铰链力矩天平设置在机翼上且铰链力矩天平位于机翼上靠近方向舵的一侧，所述第一盖板、第二盖板分别设置在铰链力矩天平两侧且第一盖板、第二盖板分别与机翼固定连接；

（2）将步骤（1）构建的三维模型导入有限元分析软件，进行网格划分；

（3）固定机翼后，对铰链力矩天平实施加载；

（4）固定机翼与机身的连接面，对铰链力矩天平实施加载；

（5）固定机翼与机身的连接面，在机翼任取一加载点并记为机翼加载点，对机翼加载点施加机翼载荷；

（6）固定机翼与机身的连接面，在步骤（5）的机翼加载点施加机翼载荷，同时对铰链力矩天平实施加载；

（7）在机翼两侧加装第一盖板、第二盖板，固定机翼与机身的连接面，对铰链力矩天平实施加载；

（8）对比步骤（3）和步骤（4）中铰链力矩天平各分量的分析结果，得到固定机翼的不同位置对铰链力矩天平测量结果的影响δ_I；

相对误差δI的计算公式如下：

；

（9）对比步骤（4）、步骤（5）和步骤（6）中铰链力矩天平各分量的分析结果，得到机翼变形对铰链力矩天平测量结果的影响δ_II；

相对误差δII的计算公式如下：

；

（10）对比步骤（6）和步骤（7）中铰链力矩天平各分量的分析结果，得到第一盖板和第二盖板对铰链力矩天平测量结果的影响δ_III；

相对误差δ_III的计算公式如下：

；

（11）若δ_I、δ_II、δ_III中铰链力矩分量的测量误差在风洞试验允许范围内，则该模型中铰链力矩天平的测量不确定度越小；反之，则该模型中铰链力矩天平的测量不确定度越大，需要对铰链力矩天平、第一盖板、第二盖板中的一个或多个进行优化，或需要增加外置电桥，对测量结果进行修正；

其中，为步骤（3）中铰链力矩天平各分量的应变输出，为步骤（4）中铰链力矩天平各分量的应变输出，为步骤（5）中铰链力矩天平各分量的应变输出，为步骤（6）中铰链力矩天平各分量的应变输出，为步骤（7）中铰链力矩天平各分量的应变输出。

2.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（3）中，在铰链力矩天平的天平自由端分别对铰链力矩天平施加各分量的设计载荷，设计载荷拟合至铰链力矩天平的中心。

3.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（4）中，在铰链力矩天平的天平自由端分别对铰链力矩天平施加各分量的设计载荷，设计载荷拟合至铰链力矩天平的中心。

4.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（6）中，固定机翼与机身的连接面，在步骤（5）的机翼加载点施加机翼载荷，同时在铰链力矩天平的天平自由端分别对铰链力矩天平施加各分量的设计载荷，设计载荷拟合至铰链力矩天平的中心。

5.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（3）~（6）中，是在机翼两侧未加装第一盖板、第二盖板的前提下进行的。

6.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（7）中，在机翼两侧加装第一盖板、第二盖板，固定机翼与机身的连接面，在铰链力矩天平的天平自由端分别对铰链力矩天平施加各分量的设计载荷，设计载荷拟合至铰链力矩天平的中心。

7.根据权利要求1所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述机翼加载点设置在机翼上且位于铰链力矩天平外侧并靠近翼尖方向。

8.根据权利要求1~7任一项所述带机翼变形的铰链力矩天平的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤（11）中，外置电桥设置在铰链力矩天平与机翼的连接处。