CN109341950A - 一种锥柱形件质心质偏测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及质心质偏测量方法技术领域，具体来说是一种锥柱形件质心质偏测量方法，质心质偏测量方法包括以下步骤：测量锥柱形件的轴向质心：将锥柱形件呈水平放置，在锥柱形件的前后两端分别设置第一支撑和第二支撑，根据锥柱形件、第一支撑、第二支撑之间的距离和重量确定锥柱形件的轴向质心；测量锥柱形件的径向质偏：起吊所述锥柱形件，根据轴向质心测量求得的质心位置，依据起吊后锥柱形件的三角函数关系计算锥柱形件的径向质偏。本发明提供的质心质偏测量方法针对锥柱形件产品而设计，对于质量质偏测量具有一定的通用性，无需研制专用测量设备，具有投入时间短、研制经费低的特点，以经济便捷的方式即能完成锥柱形件质心质偏的测量。

Description

一种锥柱形件质心质偏测量方法

技术领域

本发明涉及质心质偏测量方法技术领域，具体来说是一种锥柱形件质心质偏测量方法。

背景技术

导弹整流罩的主要功能是在导弹在大气层飞行过程中，保护有效载荷不受气动力、气动热及声振等有害环境的影响。当导弹飞行到一定高度时，整流罩分开并脱离弹体，减轻导弹飞行质量，也为有效载荷开展工作做好了准备。整流罩分离瞬间的飞行路径须与对导弹飞行路径精确错开，避免与导弹发生碰撞干涉，而整流罩的质心及质偏参数对其飞行路径有着至关重要的影响。因此对整流罩的质心及质偏参数进行测量，并进行适当地调整，使最终质心位置严格符合设计要求，对提高导弹的发射安全性和运行可靠性具有非常重要的意义。

导弹整流罩的外形是一种锥柱形结构，适用的传统质心质偏的测量方法有摇摆法、悬挂法、平台支撑反力法、多支点称重法、机械重定位法和几何作图法等。但这些测量方法需研制专用测量设备，投入时间较长、研制经费较高，不适宜型号研制的需要，因此需要采用更加经济便捷的方式进行整流罩质心、质偏的测量。

发明内容

该发明的目的是提供一种的经济、便捷、研制周期短、任务量少且适用于锥柱形件质心质偏的测量方法。

为实现上述目的，本发明提供一种锥柱形件的质心质偏测量方法，所述的质心质偏测量方法包括以下步骤：

A.测量锥柱形件的轴向质心：将锥柱形件呈水平放置，在锥柱形件的前后两端分别设置第一支撑和第二支撑，根据锥柱形件、第一支撑、

第二支撑之间的距离和重量确定锥柱形件的轴向质心；

B.测量锥柱形件的径向质偏：起吊所述锥柱形件，根据轴向质心测量求得的质心位置，依据起吊后锥柱形件的三角函数关系计算锥柱形件的径向质偏。

进一步地，所述的步骤A具体包括以下步骤：

A1.分别测量第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离和第一支撑和第二支撑中心之间的距离，将第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离定义为L1；第一支撑和第二支撑中心之间的距离定义为L2，锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离定义为L；

A2.分别测量第一支撑处、第二支撑处和锥柱形件的重量，将锥柱形件的重量定义为G，第一支撑处的重量定义为G1，第二支撑处的重量定义为G2；

A3.对锥柱形件的顶点取力矩，根据力矩平衡条件得：

GL＝L1×G1+(L1+L2)×G2 (1)

根据G1+G2＝G，将公式(1)变换为：

L＝L1+(L2×G2)/G (2)

A4.在L1、L2、G1、G2和G已知的情况下，求得锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离L，即锥柱形件的轴向质心。

进一步地，在第一支撑处、第二支撑处的下方分别设置电子秤以测量第一支撑处的重量G1和第二支撑处的重量G2。

进一步地，所述的步骤B包括以下步骤：

B1.用吊绳起吊所述锥柱形件，测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点形成的连线和水平面之间的夹角，将该夹角定义为α；

B2.测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点的高低差，将该高低差定义为a；

B3.测量锥柱形件底端面直径，将锥柱形件底端面直径定义为S；

B4.根据三角函数关系，得出如下公式：

α＝arcsin(a/S) (3)

x＝L×tan(α) (4)

其中，x为锥柱形件径向质偏量，L为锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离，即轴向质心；

B5.在已知上述α、a、S和L的情况下，根据公式(3)、(4)求出锥柱形件的径向质偏x。

进一步地，用吊装法使吊绳起吊所述锥柱形件。

进一步地，在起吊所述锥柱形件时，所述锥柱形件成自由悬吊状态，并且所述锥柱形件的质心与吊绳位于同一直线上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的质心质偏测量方法针对锥柱形件产品而设计，对于质量质偏测量具有一定的通用性，无需研制专用测量设备，具有投入时间短、研制经费低的特点，以经济便捷的方式即能完成锥柱形件质心质偏的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中轴向质心的测量示意图；

图3是本发明中径向质偏的测量示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

参见图1，本发明提供一种锥柱形件的质心质偏测量方法，该方法主要包括以下步骤：

A.测量锥柱形件的轴向质心：将锥柱形件呈水平放置，在锥柱形件的前后两端分别设置第一支撑和第二支撑，根据锥柱形件、第一支撑、

第二支撑之间的距离和重量确定锥柱形件的轴向质心；

步骤A主要目的用于测量锥柱形件的轴向质心，该步骤还可细分为以下步骤，其测量示意图参见图2：

A1.分别测量第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离和第一支撑和第二支撑中心之间的距离，将第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离定义为L1；第一支撑和第二支撑中心之间的距离定义为L2，锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离定义为L，锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离即为锥柱形件的轴向质心，L1、L2、L的单位为毫米(mm)；

A2.分别测量第一支撑处、第二支撑处和锥柱形件的重量，将锥柱形件的重量定义为G，在实际测量时，锥柱形件的重量即为整流罩的质量，第一支撑处的重量定义为G1，第二支撑处的重量定义为G2，G1、G2、G的单位为公斤(Kg)；

A3.对锥柱形件的顶点取力矩，根据力矩平衡条件得：

GL＝L1×G1+(L1+L2)×G2 (1)

根据G1+G2＝G，将公式(1)变换为：

L＝L1+(L2×G2)/G (2)

A4.由于L1、L2、G1、G2和G都为步骤A1、A2中所测得参数，即L1、L2、G1、G2和G的数值已知，根据L1、L2、G1、G2和G参数即可求得锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离L，即锥柱形件的轴向质心。

在步骤A2中，第一支撑处、第二支撑处的重量时，可在第一支撑处、第二支撑处的下方分别设置电子秤，即可测量第一支撑处的重量G1和第二支撑处的重量G2，锥柱形件的重量G则将第一支撑处的重量G1和第二支撑处的重量G2相加即可。

B.测量锥柱形件的径向质偏：起吊锥柱形件，根据轴向质心测量求得的质心位置，依据起吊后锥柱形件的三角函数关系计算锥柱形件的径向质偏。

步骤B主要目的用于测量锥柱形件的径向质偏，该步骤还可细分为以下步骤，现结合图3的测量示意图进一步说明径向质偏的步骤：

B1.用吊绳起吊锥柱形件，测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点形成的连线和水平面之间的夹角，将该夹角定义为α；

在步骤B1中，起吊锥柱形件时，采用吊装法将吊绳起吊锥柱形件，在起吊锥柱形件时，锥柱形件成自由悬吊状态，并且锥柱形件的质心与吊绳位于同一直线上。为保证锥柱形件在该点处的自由悬吊状态，锥柱形件在前后左右各方向上不得存在阻尼，以减少对锥柱形件实际质心的影响，起吊时采用了双节卸扣进行连接。

如图3所示将锥柱形件起吊后，A点为锥柱形件的顶点位置，也就是起吊点，o点是锥柱形件轴向质心位置，o＇是锥柱形件实际质心位置，角度α为起吊钢丝绳所在直线与锥柱形件轴线的夹角，单位为度(°)，同时，从图3上的几何图形中可以看出，锥柱形件起吊后，锥柱形件的底部端面的最高点与最低点形成的连线和水平面的夹角亦为角度α，x为锥柱形件的径向质偏。

B2.测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点的高低差，将该高低差定义为a；

锥柱形件底部端面的最高点与最低点的高低差a可通过在水平台上使用高度尺测量，高低差a的单位为毫米(mm)；

B3.测量锥柱形件底端面直径，将锥柱形件底端面直径定义为S，单位为毫米(mm)；

B4.根据三角函数关系，得出如下公式：

α＝arcsin(a/S) (3)

x＝L×tan(α) (4)

其中，x为锥柱形件径向质偏量，单位为毫米(mm)，L为锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离，即轴向质心，L的单位为毫米(mm)；

B5.在已知上述α、a、S和L的情况下，即可根据公式(3)、(4)求出锥柱形件的径向质偏x的值。

本发明利用将锥柱形件呈水平放置时，测量支撑锥柱形件的第一支撑和第二支撑之间的距离和两者的重量对锥柱形件进行轴向质心测量，在得出锥柱形件的初始轴向质心位置后，再采用吊装法起吊锥柱形件，并根据三角函数关系计算求得径向质偏，投入时间短、研制经费低，不需要进行专用测量设备研制，亦不需要测量台调整水平，以经济、便捷的方式即可完成锥柱形件质心质偏的测量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，所述的质心质偏测量方法包括以下步骤：

A.测量锥柱形件的轴向质心：将锥柱形件呈水平放置，在锥柱形件的前后两端分别设置第一支撑和第二支撑，根据锥柱形件、第一支撑、第二支撑之间的距离和重量确定锥柱形件的轴向质心；

B.测量锥柱形件的径向质偏：起吊所述锥柱形件，根据轴向质心测量求得的质心位置，依据起吊后锥柱形件的三角函数关系计算锥柱形件的径向质偏。

2.根据权利要求1所述的一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括以下步骤：

A1.分别测量第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离和第一支撑和第二支撑中心之间的距离，将第一支撑的中心到锥柱形件顶点的距离定义为L1；第一支撑和第二支撑中心之间的距离定义为L2，锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离定义为L；

A2.分别测量第一支撑处、第二支撑处和锥柱形件的重量，将锥柱形件的重量定义为G，第一支撑处的重量定义为G1，第二支撑处的重量定义为G2；

A3.对锥柱形件的顶点取力矩，根据力矩平衡条件得：

GL＝L1×G1+(L1+L2)×G2 (1)

根据G1+G2＝G，将公式(1)变换为：

L＝L1+(L2×G2)/G (2)

A4.在L1、L2、G1、G2和G已知的情况下，求得锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离L，即锥柱形件的轴向质心。

3.根据权利要求2所述的一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，在第一支撑处、第二支撑处的下方分别设置电子秤以测量第一支撑处的重量G1和第二支撑处的重量G2。

4.根据权利要求1所述的一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，所述的步骤B包括以下步骤：

B1.用吊绳起吊所述锥柱形件，测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点形成的连线和水平面之间的夹角，将该夹角定义为α；

B2.测量锥柱形件底部端面的最高点与最低点的高低差，将该高低差定义为a；

B3.测量锥柱形件底端面直径，将锥柱形件底端面直径定义为S；

B4.根据三角函数关系，得出如下公式：

α＝arcsin(a/S) (3)

x＝L×tan(α) (4)

其中，x为锥柱形件径向质偏量，L为锥柱形件轴向质心到锥柱形件顶点的距离，即轴向质心；

B5.在已知上述α、a、S和L的情况下，根据公式(3)、(4)求出锥柱形件的径向质偏x。

5.根据权利要求4所述的一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，用吊装法使吊绳起吊所述锥柱形件。

6.根据权利要求4或5所述的一种锥柱形件的质心质偏测量方法，其特征在于，在起吊所述锥柱形件时，所述锥柱形件成自由悬吊状态，并且所述锥柱形件的质心与吊绳位于同一直线上。