有限元方法在杆式天平设计中的应用

摘要

由于试验的需求,需要研制一台大量程、大尺寸的六分量杆式天平。试验对天平的精准度要求很高,尤其是阻力分量,这就要求其它分量对阻力的交叉干扰要小,设计上有很大的难度。为了能够更好的完成任务,在天平的设计过程中,结合传统天平设计理论,充分利用了有限元方法分析了天平的强度、刚度、灵敏度和一次干扰情况。利用有限元计算获得的结果比使用传统设计方法获得的结果更加准确和全面,给天平设计提供了重要的参考依据。文中使用有限元方法对这杆杆式天平进行了详细的计算,并通过计算结果,分析了杆式天平典型一次干扰产生的根源,提出了减小一次干扰的措施。根据对有限元结果的分析,对初始设计方案进行优化,文中详细介绍了优化设计过程。经过反复的优化,最终方案具有交叉干扰小、刚度大、输出合理等优点,校准试验表明这杆天平能够满足试验的要求。