主向力作用下压电测力仪内部侧向力计算方法

摘要

由4个三向压电测力单元组成的四点支撑式压电测力仪被广泛应用于六维力测量领域,在测力仪设计阶段,需要对其各项性能进行校核以确保测力仪性能符合要求.测力仪受主向力时,各个测力单元会产生侧向力输出,过大的侧向力输出不会影响测力仪侧向力侧向精度,但会限制测力仪的量程.文中主要针对压电测力仪受主向力时各个压电测力单元侧向力输出计算方法进行研究,将测力仪模型等效为多点弹性支撑板模型,基于有限元分析获得其受主向力时模型受力状态,通过力矩计算与力矩平衡原理获得各个测力单元侧向力输出.对压电测力仪进行主向力加载实验,结果表明,理论计算与实际实验结果非常接近,证明了计算方法的有效性.该计算方法通用性强,使用的有限元分析方法计算速度快,设置简单,有效提高了侧向力计算的准确性.