CN204128776U - 一种套筒式张线天平 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种套筒式张线天平，包括外套筒(1)、内杆(2)和多个楔块(3)，外套筒(1)套在内杆(2)上，外套筒(1)的外表面开有多个方孔，每个所述的楔块(3)穿过外套筒(1)的方孔后楔入到内杆(2)上的相应凹槽中并焊接在一起；外套筒(1)中间锥度部分作为悬浮端与模型内腔连接，而内杆(2)两端轴面通过球铰与张线支撑机构相连。本实用新型采用套筒结构形式，实现张线天平的小量变形；结构连接可靠，相比于常规天平在整体刚度上有较大提高，为张线测力试验提供了保障。

Description

一种套筒式张线天平

技术领域

本实用新型涉及一种套筒式张线天平。

背景技术

风洞试验、计算机模拟和飞行试验是空气动力学研究的三大重要手段。作为空气动力学研究的必要手段，风洞试验为各种飞行器的研究提供了理论依据。

在高速风洞中，全机测力试验主要采用尾支撑及腹部支撑。由于空气动力学的快速发展，出现了特种布局形式的飞机，单纯的尾支撑及腹支撑已不能满足风洞试验的需要。近年来，国内风洞发展了一种新型的全机测力模型支撑——张线支撑。该支撑具有刚度大、干扰小、适应性强等优点，特别适用于带有大船尾角后体等特种布局飞机的全机测力试验。

张线天平作为张线支撑系统中的关键测试设备，得到了不断的发展。可选择的天平结构形式主要有套筒结构形式和常规悬臂梁环状结构形式两种：套筒结构形式主要采用拉压变形形式，天平内杆两端轴面与张线支撑机构相连，天平外套筒与模型内腔相连，具有连接牢固、受载变形小、刚度大的优点，但天平外套筒和内杆通过焊接相连，对加工工艺及焊接工艺要求较高；常规悬臂梁环状结构形式采用弯曲变形形式，天平一端与张线支撑机构相连，另一端与模型内腔相连，加工时采用常规元件，加工难度较低，但具有受载变形大、刚度低的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种套筒式张线天平，在张线支撑模型的试验过程中尽量减小姿态角的变化，解决天平受载变形大的问题。

本实用新型所采用的技术如下：一种套筒式张线天平，包括外套筒(1)、内杆(2)和多个楔块(3)，外套筒(1)套在内杆(2)上，外套筒(1)的外表面开有多个方孔，每个所述的楔块(3)穿过外套筒(1)的方孔后楔入到内杆(2)上的相应凹槽中并焊接在一起；外套筒(1)中间锥度部分作为悬浮端与模型内腔连接，而内杆(2)两端轴面通过球铰与张线支撑机构相连。

本实用新型还具有如下技术特征：

1.所有天平元件(4)均布置在外套筒(1)的方孔附近，测量法向力、俯仰力矩、滚转力矩、横向力、偏航力矩的天平元件布置在外套筒(1)两端的方孔附近，测量轴向力天平元件布置在外套筒(1)中间的方孔附近。

2.所述的内杆(2)为实芯轴。

本实用新型的特点和优点：

(1)采用套筒结构形式，实现张线天平的小量变形。

(2)结构连接可靠，相比于常规天平在整体刚度上有较大提高，为张线测力试验提供了保障；

附图说明

图1为套筒式张线天平结构示意图；

图2为套筒式张线天平结构A-A剖视图；

图3为套筒式张线天平结构B-B剖视图；

图4为套筒式张线天平结构C-C剖视图

具体实施方式

下面根据说明书附图举例进一步说明：

实施例1

如图1-4所示，一种套筒式张线天平，包括外套筒1、内杆2和多个楔块3，外套筒1套在内杆2上，外套筒1的外表面开有多个方孔，每个所述的楔块3穿过外套筒1的方孔后楔入到内杆2上的相应凹槽中并焊接在一起；外套筒1中间锥度部分作为悬浮端与模型内腔连接，而内杆2两端轴面通过球铰与张线支撑机构相连。天平外套筒1和内杆2相对天平元件理论上被视为刚体部分，作用于天平上的气动载荷通过天平元件的应变测出。所有天平元件4均布置在外套筒1的方孔附近，测量法向力、俯仰力矩、滚转力矩、横向力、偏航力矩的天平元件布置在外套筒1两端的方孔附近，测量轴向力天平元件布置在外套筒1中间的方孔附近。天平的外套筒和内杆分别加工完成，楔块与外套筒和内杆相对应的方孔配加工。内杆为实芯粗轴，所有测量元件均布置在外套筒上。天平内杆穿入外套筒后，通过各自相对应的方孔确定外套筒和内杆装配位置，然后将楔块楔入方孔中，采用电子束焊接，在楔块端部四周将外套筒和内杆焊接成一整体。天平外套筒中间锥度部分作为悬浮端与模型内腔连接，内杆两端轴面作为固定端与张线支撑机构相连。

为实现天平变形量尽可能小的要求，张线天平结构上采用套筒形式。由于拉压变形所形成的线位移较小，因此使天平在受载较大的纵向元件处产生拉压变形，而在其它元件处产生S形变形，从而提高天平的整体刚度。天平外套筒和内杆理论上被视为刚体部分，作用于天平上的气动载荷通过天平元件的应变测出。天平元件布置在外套筒上，测量法向力、俯仰力矩、滚转力矩、横向力、偏航力矩的天平元件布置在两端，其中测量法向力、俯仰力矩和滚转力矩的天平元件受载为拉压变形，测量横向力和偏航力矩的天平元件受载为S形变形，天平元件处支撑部分受载也为拉压变形且刚度较强，测量轴向力的天平元件布置在外套筒中间，受载为弯曲变形。通过粘贴在天平元件处的应变计组成的惠斯顿全桥测量电路，将天平元件处的应变转换成电压信号，实现天平对作用在模型上的空气动力载荷的测量。

Claims (3)

1.一种套筒式张线天平，包括外套筒(1)、内杆(2)和多个楔块(3)，其特征在于，外套筒(1)套在内杆(2)上，外套筒(1)的外表面开有多个方孔，每个所述的楔块(3)穿过外套筒(1)的方孔后楔入到内杆(2)上的相应凹槽中并焊接在一起；外套筒(1)中间锥度部分作为悬浮端与模型内腔连接，而内杆(2)两端轴面通过球铰与张线支撑机构相连。

2.根据权利要求1所述的一种套筒式张线天平，其特征在于：所有天平元件(4)均布置在外套筒(1)的方孔附近，测量法向力、俯仰力矩、滚转力矩、横向力、偏航力矩的天平元件布置在外套筒(1)两端的方孔附近，测量轴向力天平元件布置在外套筒(1)中间的方孔附近。

3.根据权利要求1所述的一种套筒式张线天平，其特征在于：所述的内杆(2)为实芯轴。