CN109186835A - 一种单自由度弹性限位测力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种单自由度弹性限位测力装置，包括基座、测力传感器、调节结构件、螺栓、弹性元件、平面轴承，测力传感器一端固定连接于基座，测力传感器的另一端具有可供调节结构件安装固定的支座安装面，调节结构件在背离测力传感器的一侧固定连接弹性元件，弹性元件中内置螺栓，以通过螺栓将调节结构件与测力传感器可调节间距的固定，弹性元件背离调节结构件的一端固定连接抵紧试件表面的平面轴承。利用多套单自由度弹性限位测力装置实施其测力方法，实现试验件空间位置的横向稳定支撑和居中功能，与现有技术相比，该方案适用范围广、系统简单、安装操作简单、方案灵活多样、设备成本低。

Description

一种单自由度弹性限位测力装置
技术领域
本发明涉及一种单自由度弹性限位测力装置，属于自由边界模拟领域。
背景技术
动力学特性是火箭稳定系统设计、全箭结构动载荷计算以及星/箭动力学耦合分析的基础和依据。能否准确地确定火箭或导弹振动特性，关系到箭(弹)飞行的成败。动力学特性的实施需要进行自由边界模拟，对于常规结构自由边界条件的相关技术已经相当的成熟，积累了丰富的经验。随着国内相关试验技术的发展，现有技术已经达到了国外相关试验技术先进水平。特别是对于运载器、导弹武器类大型梁模型结构件，使用经典的竖直悬吊方式模拟产品的自由飞行状态，技术经验相当丰富。基于油气支承的自由边界模拟是国内新型的边界模拟技术，相对于经典的竖直悬吊方式，其需要一套更为复杂的横向稳定装置保证系统的竖立稳定性，同时横向稳定装置的刚度设计也需满足相关标准中规定的附加质量和附加刚度要求。
基于油气支承的自由边界模拟，配套的横向稳定装置由三部分构成，上横向稳定系统、下存横向稳定系统和安全环。横向稳定装置除具备防止试件倾倒的能力，还需具备稳定试件相对油气支承平面位置的能力，即居中功能。目前国内还没有基于油气支承的横向稳定装置的工程技术应用。类似的功能在汽车工程领域有部分应用，其主要集中于弹性支承功能，但其与此装置的功能目的有所不同。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术中的不足和实际需求，本发明提出一种单自由度弹性限位测力装置，以实现对试件的稳定测力。
(二)技术方案
一种单自由度弹性限位测力装置，包括基座、测力传感器、调节结构件、螺栓、弹性元件、平面轴承，测力传感器一端固定连接于基座，测力传感器的另一端具有可供调节结构件安装固定的支座安装面，调节结构件在背离测力传感器的一侧固定连接弹性元件，弹性元件中内置螺栓，以通过螺栓将调节结构件与测力传感器可调节间距的固定，弹性元件背离调节结构件的一端固定连接抵紧试件表面的平面轴承。
所述弹性元件为压缩弹簧。所述测力传感器为静力测量型。所述调节结构件为固定盘。
一种单自由度弹性限位测力装置的测力方法，包括以下步骤：
(1)根据试件的结构对称安装若干单自由度弹性限位测力装置：所述试件为圆柱体，在试件对称的四个方位上各安装一套单自由度弹性限位测力装置，以对试件的平面运动进行限位；在试件上对称安装试件切向支承结构，在切向支承结构上各布置一套单自由度弹性限位测力装置，以实现试件的旋转自由度的限位；将各个单自由度弹性限位测力装置的基座固结于不可移动的地面或试件承载装置。
(2)将各个测力传感器与相应的安装基座固定连接；
(3)利用各个螺栓将相应的调节结构件连接至测力传感器，将调节结构件调整至螺栓的根部；
(4)将各个弹性元件固定至相应的调节结构件；
(5)将各个平面轴承固结至相应的弹性元件；
(6)调节各个调节结构件，使得各平面轴承与试件表面贴合压紧；
(7)将各个测力传感器2的信号线缆引入试验系统的数据采集器即可进行测力试验。
(三)有益效果
本发明基于测力传感器、弹性元件、平面轴承和调节结构件构成一种单自由度弹性限位测力装置，试件相对横向稳定支撑系统存在切向运动分量时，平面轴承也可避免横向稳定支撑系统对试件的附加质量和附加刚度的影响。利用多套单自由度弹性限位测力装置实施其测力方法，实现试验件空间位置的横向稳定支撑和居中功能，与现有技术相比，该方案适用范围广、系统简单、安装操作简单、方案灵活多样、设备成本低。
附图说明
图1本发明的一种单自由度弹性限位测力装置立体结构图。
图2本发明的一种单自由度弹性限位测力装置的调节结构件处于螺栓上某一位置的示意图。
图3本发明的一种单自由度弹性限位测力装置的调节结构件处于螺栓上另一位置的示意图。
图4本发明的一种单自由度弹性限位测力装置的测力方法示意图。
其中，1-基座；2-测力传感器；3-调节结构件；4-螺栓；5-弹性元件；6-平面轴承；7-试件；8-试件切向支承结构。
具体实施方式
参照图1-3，本发明的一种单自由度弹性限位测力装置，包括基座1、测力传感器2、调节结构件3、螺栓4、弹性元件5、平面轴承6，测力传感器2一端固定连接于基座1，测力传感器2的另一端具有可供调节结构件3安装固定的支座安装面，调节结构件3在背离测力传感器2的一侧固定连接弹性元件5，弹性元件5中内置螺栓4，以通过螺栓4将调节结构件3与测力传感器2可调节间距的固定，弹性元件5背离调节结构件3的一端固定连接抵紧试件表面的平面轴承6。
所述弹性元件5为压缩弹簧。测力传感器2为静力测量型。调节结构件3为固定盘。
一种单自由度弹性限位测力装置的测力方法，包括以下步骤：
(1)根据试件7的结构对称安装若干单自由度弹性限位测力装置：所述试件7为圆柱体，在试件7对称的四个方位上各安装一套单自由度弹性限位测力装置，以对试件7的平面运动进行限位；在试件7上对称安装试件切向支承结构8，在切向支承结构8上各布置一套单自由度弹性限位测力装置，以实现试件7的旋转自由度的限位；将各个单自由度弹性限位测力装置的基座1固结于不可移动的地面或试件承载装置。
(2)将各个测力传感器2与相应的安装基座1固定连接；
(3)利用各个螺栓4将相应的调节结构件3连接至测力传感器2，将调节结构件3调整至螺栓4的根部；
(4)将各个弹性元件5固定至相应的调节结构件3；
(5)将各个平面轴承6固结至相应的弹性元件5；
(6)调节各个调节结构件3，使得各平面轴承6与试件7表面贴合压紧；
(7)将各个测力传感器2的信号线缆引入试验系统的数据采集器即可进行测力试验。

Claims (5)

1.一种单自由度弹性限位测力装置，其特征在于，包括基座、测力传感器、调节结构件、螺栓、弹性元件、平面轴承，测力传感器一端固定连接于基座，测力传感器的另一端具有可供调节结构件安装固定的支座安装面，调节结构件在背离测力传感器的一侧固定连接弹性元件，弹性元件中内置螺栓，以通过螺栓将调节结构件与测力传感器可调节间距的固定，弹性元件背离调节结构件的一端固定连接抵紧试件表面的平面轴承。
2.如权利要求1所述的一种单自由度弹性限位测力装置，其特征在于，所述弹性元件为压缩弹簧。
3.如权利要求1所述的一种单自由度弹性限位测力装置，其特征在于，所述测力传感器为静力测量型。
4.如权利要求1所述的一种单自由度弹性限位测力装置，其特征在于，所述调节结构件为固定盘。
5.一种如权利要求1所述的单自由度弹性限位测力装置的测力方法，包括以下步骤：
(1)根据试件的结构对称安装若干单自由度弹性限位测力装置：所述试件为圆柱体，在试件对称的四个方位上各安装一套单自由度弹性限位测力装置，以对试件的平面运动进行限位；在试件上对称安装试件切向支承结构，在切向支承结构上各布置一套单自由度弹性限位测力装置，以实现试件的旋转自由度的限位；将各个单自由度弹性限位测力装置的基座固结于不可移动的地面或试件承载装置；
(2)将各个测力传感器与相应的安装基座固定连接；
(3)利用各个螺栓将相应的调节结构件连接至测力传感器，将调节结构件调整至螺栓的根部；
(4)将各个弹性元件固定至相应的调节结构件；
(5)将各个平面轴承固结至相应的弹性元件；
(6)调节各个调节结构件，使得各平面轴承与试件表面贴合压紧；
(7)将各个测力传感器2的信号线缆引入试验系统的数据采集器即可进行测力试验。
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百度文库: "《平面轴承安装注意事项》", 30 June 2018, HTTPS://WENKU.BAIDU.COM/VIEW/73DADA3F2E3F5727A4E96265.HTML *

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