【摘要】：隨著航天航空事業(yè)的高速發(fā)展,飛行器設(shè)計(jì)研究對飛行器所受氣動力數(shù)據(jù)品質(zhì)的要求日益增高,需要更加精確地測量風(fēng)洞試驗(yàn)中飛行器模型所受氣動六維力。本文針對狹長飛行器模型的風(fēng)洞試驗(yàn)中存在的支架干擾、振動等問題,研制了一種基于組合支撐的新型飛行器模型氣動六維力的測量裝置,旨在降低風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中的支架干擾,減少模型振動,從而保證模型所受六維力測量數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。首先,針對傳統(tǒng)風(fēng)洞試驗(yàn)中存在的問題,提出了一種新型的基于組合支撐的飛行器模型支撐方式及模型六維力的測量原理�；诮M合支撐方式,對模型進(jìn)行靜力學(xué)分析,建立了傳感器輸出值與飛行器模型所受六維力的數(shù)值關(guān)系,推導(dǎo)出了相應(yīng)的求解模型。結(jié)合本課題所研究的內(nèi)容和要求,提出了實(shí)現(xiàn)模型氣動六維力高精度測量所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題及難點(diǎn),為模型氣動六維力測量裝置的研制提供了理論基礎(chǔ)。其次,為了保證模型受力的精確測量,研制高性能力傳感器�；谑⒕w的壓電機(jī)理與壓電效應(yīng),推導(dǎo)其的壓電系數(shù)矩陣;基于壓電系數(shù)矩陣和實(shí)際測量需求,結(jié)合傳感器在支撐測量方案中的使用、安裝、維護(hù)等需求,研制測量張線拉力的壓電單向力傳感器和用于測量尾撐桿所受力的壓電三向力傳感器。所研制的壓電傳感器具有線性度高、重復(fù)性誤差小、向間干擾小等優(yōu)點(diǎn),具有較高的測量精度,滿足試驗(yàn)測量要求,為后續(xù)飛行器模型所受六維力的測量提供了高精度測力傳感器,保證了測力精度。接著,基于提出的飛行器模型氣動六維力測量原理,設(shè)計(jì)了一種可變參數(shù)的模型支撐測量裝置,可實(shí)現(xiàn)飛行器模型在不同支撐狀態(tài)下所受氣動六維力的精確測量,使用Pro/E和ANSYS Workbench對此裝置進(jìn)行三維建模與靜態(tài)分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的正確性與可靠性。此外,根據(jù)該支撐測量裝置的結(jié)構(gòu)和量程,選擇砝碼式力源作為力加載裝置,設(shè)計(jì)了可進(jìn)行六維力加載的標(biāo)定裝置,并建立了裝置六維力標(biāo)定加載模型。最后,根據(jù)該裝置的測量原理和飛行器模型所受六維力求解方程,重點(diǎn)研究影響求解方程的主要參數(shù),忽略次要參數(shù),得出了簡化方程,并根據(jù)此方程推導(dǎo)出合適的張線角度范圍。針對影響求解方程精度的張線角度測量偏差角和三向力傳感器安裝偏差角,研究了求解方程對此兩種誤差的敏感程度,對二者誤差范圍提出要求,以保證求解方程的精度,并為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇提供參考。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V221;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2727585