CN106768791B - 一种微量风洞天平 - Google Patents

一种微量风洞天平 Download PDF

Info

Publication number
CN106768791B
CN106768791B CN201611023820.8A CN201611023820A CN106768791B CN 106768791 B CN106768791 B CN 106768791B CN 201611023820 A CN201611023820 A CN 201611023820A CN 106768791 B CN106768791 B CN 106768791B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
tunnel balance
horizontal gird
pedestal
vertical beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611023820.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106768791A (zh
Inventor
吴臣武
黄河激
刘宏立
樊菁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN201611023820.8A priority Critical patent/CN106768791B/zh
Publication of CN106768791A publication Critical patent/CN106768791A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106768791B publication Critical patent/CN106768791B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明提供了一种微量风洞天平，包括：一个变截面异形梁、一个底座，所述变截面异形梁为L型，分为水平横梁和立梁，水平横梁端部具有模型安装定位端面及尖状突起，用来安装固定气动力测试模型，水平横梁和立梁上开有若干槽口作为应变测量区域；所述异形梁的立梁底端固定于所述底座上。本发明针对稀薄气体风洞环境的微力测量，设计了一种微量风洞天平以及测试原理。该天平主体弹性元件由变截面异形梁构成，采用高灵敏度应变测试技术，可以测量弹性元件若干区域的应变；通过反演计算可获得mN量级的气动阻力、升力和偏航力，及相应量级的俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩，共计六个分量。

Description

一种微量风洞天平
技术领域
本发明涉及一种风洞测试装置，具体涉及一种微量风洞天平。
背景技术
风洞天平是用来测量飞行器(模型)气动力的重要风洞测试装置，但是目前的风洞天平都不能同时测量六个分量(mN量级的气动阻力、升力和偏航力，及相应量级的俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩)的微小力和力矩。
所以亟需一种能同时测量六个分量的微量风洞天平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能同时测量六个分量的微量风洞天平。
为了解决上述问题，本发明提供一种微量风洞天平，包括：
一个变截面异形梁、一个底座，所述变截面异形梁为L型，分为水平横梁和立梁立梁，水平横梁端部具有模型安装定位端面及尖状突起，用来安装固定气动力测试模型，水平横梁和立梁上开有若干槽口作为应变测量区域；所述异形梁的立梁底端固定于所述底座上。
进一步，所述异形梁截面为十字型，即具有正交的加强筋。
进一步，所述风洞天平还具有一个压块,与所述底座固定在一起，用来增加稳定性。
进一步，所述水平横梁位于Z轴负向，立梁位于Y轴负向，二者相互垂直，加强筋分别位于XOY、XOZ、YOZ平面内。
进一步，所述槽口为6个，水平横梁上4个，其中2个位于XOZ平面内，2个位于YOZ平面内；立梁上2个，其中1个位于XOY平面内，1个位于YOZ平面内。
进一步，每个测量区域设置4个测点，即设置4个应变片组成一个惠斯登电桥，测量绕槽口轴向的弯曲应变。
相对于现有技术，本发明具有下列技术效果：
本发明针对稀薄气体风洞环境的微力测量，设计了一种微量风洞天平以及测试原理。该天平主体弹性元件由变截面异形梁构成，采用高灵敏度应变测试技术，可以测量弹性元件若干区域的应变；通过反演计算可获得mN量级的气动阻力、升力和偏航力，及相应量级的俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩，共计六个分量。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一：
如图1所示，本发明提供一种微量风洞天平，包括：一个变截面异形梁1、一个底座2，变截面异形梁1为L型，分为水平横梁11和立梁12，水平横梁11端部具有模型安装定位端面111及尖状突起112，用来安装固定气动力测试模型(图中未示出)，水平横梁11和立梁12上开有若干槽口113作为应变测量区域；异形梁的立梁12底端固定于底座2上。
风洞天平还具有一个压块3,与底座2固定在一起，用来增加稳定性。
异形梁截面为十字型，即具有正交的加强筋。
水平横梁11位于Z轴负向，立梁12位于Y轴负向，二者相互垂直，加强筋分别位于XOY、XOZ、YOZ平面内。
槽口113为6个，水平横梁11上4个，其中2个位于XOZ平面内，2个位于YOZ平面内；立梁12上2个，其中1个位于XOY平面内，1个位于YOZ平面内。
每个测量区域设置4个测点，即设置4个应变片组成一个惠斯登电桥，测量槽口区域轴向的弯曲应变。
测试原理
1)天平主体结构包括一个变截面异形梁、一个底座和一个压块，如图1所示。以标准紧固件连接压块和底座，将异形梁夹持固定在相应的位置。气动力测试模型安装在异形梁水平段前端部，模型与异形梁端部刚性连接；模型承受的气动力和气动力矩将传递、作用到异形梁上。
2)异形梁作为测量气动阻力、升力、偏航力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩的弹性元件。异形梁主体上由正交的两块薄板或壳组成，梁上加工若干槽口作为应变测量区域。
3)气动阻力Fz、升力Fy、偏航力Fx、俯仰力矩Mx、偏航力矩My和滚转力矩Mz的共同作用将导致异形梁发生复合弯曲，以应变片测量各区域P1、P2、P3、P4、P5和P6的弯曲应变。每个测量区域四个测点，其中P1、P2、P3和P4感应弯曲产生的Z方向拉伸/压缩应变，P5和P6感应弯曲产生的Y方向拉伸/压缩应变。
4)将每个测量区域四个应变片组成一个惠斯登电桥，使测量区域P1、P3和P6桥压输出对应弹性元件以X轴为转动轴的弯曲、P2和P4对应以Y轴为转动轴的弯曲、P5对应以Z轴为转动轴的弯曲，而其它变形引起的桥压输出自行抵消。从而，可基于弹性梁弯曲理论从测量区域应变计算气动力分量。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微量风洞天平，其特征在于，包括：
一个变截面异形梁、一个底座，所述变截面异形梁为L型，分为水平横梁和立梁，水平横梁端部具有模型安装定位端面及尖状突起，用来安装固定气动力测试模型，水平横梁和立梁上开有若干槽口作为应变测量区域；所述异形梁的立梁底端固定于所述底座上。
2.如权利要求1所述的风洞天平，其特征在于：
所述异形梁截面为十字型，即具有正交的加强筋。
3.如权利要求2所述的风洞天平，其特征在于：
所述风洞天平还具有一个压块,与所述底座固定在一起，用来增加稳定性。
4.如权利要求3所述的风洞天平，其特征在于：
所述水平横梁位于Z轴负向，立梁位于Y轴负向，二者相互垂直，加强筋分别位于XOY、XOZ、YOZ平面内。
5.如权利要求4所述的风洞天平，其特征在于：
所述槽口为6个，水平横梁上4个，其中2个位于XOZ平面内，2个位于YOZ平面内；立梁上2个，其中1个位于XOY平面内，1个位于YOZ平面内。
6.如权利要求5所述的风洞天平，其特征在于：
每个测量区域设置4个测点，即设置4个应变片组成一个惠斯登电桥，测量槽口区域轴向的弯曲应力。
CN201611023820.8A 2016-11-17 2016-11-17 一种微量风洞天平 Active CN106768791B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611023820.8A CN106768791B (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种微量风洞天平

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611023820.8A CN106768791B (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种微量风洞天平

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106768791A CN106768791A (zh) 2017-05-31
CN106768791B true CN106768791B (zh) 2019-04-16

Family

ID=58968112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611023820.8A Active CN106768791B (zh) 2016-11-17 2016-11-17 一种微量风洞天平

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106768791B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108195554B (zh) * 2018-01-16 2023-08-08 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 六分量光纤气动力测量天平及输出信号组合方法
CN108414188B (zh) * 2018-03-22 2024-07-23 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 一种用于并联挂弹cts试验的双支杆六分量应变天平
CN113670560B (zh) * 2021-10-21 2022-02-11 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种平尾气动载荷测量装置
CN117906903B (zh) * 2024-03-18 2024-05-17 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种微小气动阻力测量装置及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3447369A (en) * 1967-10-27 1969-06-03 Us Navy Wind tunnel balance
CN2235615Y (zh) * 1995-06-02 1996-09-18 中国航天工业总公司第七○一研究所 内式六分量应变天平
CN202182810U (zh) * 2010-06-03 2012-04-04 湖南大学 汽车风洞测力天平支撑机构
CN104849016A (zh) * 2015-05-04 2015-08-19 中国科学院力学研究所 一种微量风洞天平及其测试方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3447369A (en) * 1967-10-27 1969-06-03 Us Navy Wind tunnel balance
CN2235615Y (zh) * 1995-06-02 1996-09-18 中国航天工业总公司第七○一研究所 内式六分量应变天平
CN202182810U (zh) * 2010-06-03 2012-04-04 湖南大学 汽车风洞测力天平支撑机构
CN104849016A (zh) * 2015-05-04 2015-08-19 中国科学院力学研究所 一种微量风洞天平及其测试方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种单矢量风洞天平校准系统设计;湛华海 等;《实验流体力学》;20140228;第28卷(第1期);第70-74页 *
高超声速风洞气动力试验技术进展;唐志共 等;《航空学报》;20150125;第36卷(第1期);1-6 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106768791A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106768791B (zh) 一种微量风洞天平
CN103616157B (zh) 风洞天平体轴系静校系统及方法
CN108120592A (zh) 一种直升机桨叶静强度的试验方法
CN108195554A (zh) 六分量光纤气动力测量天平及输出信号组合方法
CN104568279B (zh) 一种多轴力传感器
CN102519648B (zh) 单剪连接结构钉载矢量测量方法
CN107202746B (zh) 一种模型表面摩阻测量装置
Tavakolpour-Saleh et al. A novel multi-component strain-gauge external balance for wind tunnel tests: Simulation and experiment
CN103630326B (zh) 风洞天平体轴校准中使用的抗变形测量臂及其应用
Chwalowski et al. Preliminary computational analysis of the (hirenasd) configuration in preparation for the aeroelastic prediction workshop
CN105092121B (zh) 用于测量刚性管的径向力的方法
CN104849016B (zh) 一种微量风洞天平及其测试方法
CN102175137B (zh) 测量构件微小变形的引伸计
CN108106812A (zh) 一种用于推力校准的测力系统
CN212458281U (zh) 一种舵面检查测量设备
Paquette et al. Increased Strength in Wind Turbine Blades through Innovative Structural Design.
RU2595321C1 (ru) Пятикомпонентные тензовесы
CN210953317U (zh) 一种具有免校准功能的新型空气桥装置
CN106092498B (zh) 一种五分量压电式“双天平”
CN207675407U (zh) 六分量光纤气动力测量天平
CN103925980B (zh) 可变量程的称重传感器加载装置
Lanari et al. T-tail transonic flutter wind tunnel test part 1: sealing system design and model testing
CN112834165B (zh) 一种液滴沿纤维轴向气流拖曳力实验装置及方法
Quest et al. Tools & Techniques for High Reynolds Number Testing-Status & Recent Improvements at ETW
CN115979567A (zh) 一种弹性机翼风洞气动弹性试验实时变形测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant