风洞应变天平设计校准及灵敏度温度补偿

摘要

风洞是进行空气动力学研究与飞行器研制的最基本的实验设备。测力实验是风洞实验中最基本的实验项目。风洞天平是测力实验中最重要的测量装置，用于测量作用在模型上的空气动力载荷（力与力矩）的大小、方向与作用点。测力实验对风洞天平的技术要求很多，其中最重要的是要求天平具有高的精度和准度。风洞试验时，风洞试验段内的温度发生变化，使应变天平产生温度效应。应变天平的温度效应有两类，一类是引起测量电路电阻值的变化，产生零点漂移;另一类是引起测量电桥灵敏度系数的变化，使天平灵敏度降低。
　　本文首先给出了天平研制的技术要求，研究确定了系统的总体技术路线;然后主要就温度控制系统、天平校准补偿、天平公式修正及验证等三部分内容进行了研究分析，分别确定了各部分的技术路线，分析了对天平校准数据的影响，给出了具体的解决方案，并完成了调试工作。在广泛调研、深入研究的基础上，采用了造价低廉的温度控制方案，采用回零式补偿型天平体轴校准方法，对一台六分量应变天平进行设计、校准、温度灵敏度补偿。
　　新研制的风洞应变天平已经完成了设计、加工、粘贴、校准、温度灵敏度补偿工作。测试结果表明，天平各项性能指标达到了设计要求，温度灵敏度补偿对应变天平在温度场下的数据修正很成功。这对提高我国风洞试验的精准度，对军、民机型号和高技术战略武器的研制均具有重要意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景、目的和意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 课题研究的目的和意义

1．2 灵敏度温度补偿

1．2．1 灵敏度温度补偿介绍

1．2．2 灵敏度温度补偿方法

1．3 风洞应变天平简介

1．3．1 风洞应变天平介绍

1．3．2 应变天平的分类

1．4 温度补偿国内外现状

1．5 本文研究内容

第2章 应变天平设计理论基础

2．1 应变天平设计基本原理

2．1．1 应变天平的设计程序

2．1．2 应变天平的设计要求

2．1．3 应变天平的总体设计

2．1．4 应变天平的结构设计

2．2 弹塑性理论对应变天平设计的影响

2．2．1 基本理论介绍

2．2．2 增量理论

2．2．3 形变理论(全量理论)

2．2．4 两个常用的屈服条件

2．3 本章小结

第3章 应变天平设计

3．1 总体要求与技术指标

3．2 天平元件灵敏度设计

3．2．1 天平元件灵敏度计算

3．2．2 强度校核

3．3 本章小结

4．1 校准方式

4．2 校准设备简介

4．3 应变天平校准方法

4．4 天平校准公式

4．5 本章小结

第5章 应变天平灵敏度温度补偿

5．1 测量电路简介

5．1．1 惠斯顿电桥图

5．1．2 应变天平的测量电路

5．2 应变天平灵敏度温度补偿

5．3 温度实验

5．3．1 温度控制系统调试

5．3．2 天平数据采集

5．3．3 温度灵敏度系数

5．3．4 天平公式修正

5．4 修正公式验证

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢