风洞应变天平的两种设计计算方法比较

摘要

风洞试验中最基本的试验项目是对作用在飞机模型上的力的大小和方向的测量,测量这些数据的测量装置是风洞天平.目前,电阻应变式风洞天平相关技术较为成熟,被世界主流风洞所采用,所以设计出精良的风洞天平对于得到精确的风洞试验数据至关重要.传统的设计方法是在设计时,首先根据设计技术要求确定天平元件的结构形式,再应用材料力学的原理,根据天平元件的设计载荷和实际经验初选天平的几何尺寸.根据初选的天平元件几何尺寸再进行应变核算与强度校核,最后确定天平元件的几何尺寸.随着电子计算机和有限元技术的发展使得复杂机械结构的计算变得更加简单和精确,将结构力学的研究与应用推进到了一个崭新的时代,并在机械设计制造部门,汽车行业,航空航天等科技部门得到了广泛的应用.有限元法是将连续的求解域离散为一组有限个单元体的组合,这样的组合体能解析地模拟或逼近求解区域,即从变分原理出发,通过分区插值,把二次泛函的极值问题化为一组线性代数方程来求解,精确的得到风洞天平体上应变梁处的准确应变大小,精确设计应变天平.