Аэродинамические тензометрические весы

 

1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие упругие элементы с тензорезисторами, державку аэродинамической модели и механизм изменения угла атаки, отличающиеся тем, что, с целью повьшения точности измерения аэродинамических характеристик модели путем раздельного измерения компонент сил и момента,.державка аэродинамических моделей выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, установленных с возможностью свободного поворота друг относительно друга, причём внутренний цилиндр своими концами соединён посредством кардановмх шарниров с двумя двухстепенными упругими элементами с тензорезисторами и на нёмзакреплён механизм изменения угла атаки, вьшолненный в виде фланца с подвижной рамкой, на которой закреплены в радиальных направлениях упругие пластины с тензорезисторами , размещённые своими свободными концами в пазах вилки, установленной на внешнем цилиндре. 2. Весы по п. 1, отличающиеся тем, что, с целью обеспечения измерения низкочастотных процессов , аэродинамические тензометрические весы расположены в вертикальной плоскости, а державка подвешена на введённых регулируемых по длине упругих тягах.

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

31щ С 01 С 3/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (П"НРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3552286/18-10 (22) 14.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. Я 23 (72) Е.P. Абрамовский, И.10. Графский, В.И. Давыдов и А.А. Дюков (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 681 ° 269.99(088.8) (56) 1. Беспрозванная И.И., Соколов А.Г., Фомин Г.М. Воздействие ветра на высокие сплошностенчатые сооружения. М., Стройиздат, 1976, с. 185.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 566141, кл. G 01 G 3/14, 1972 (прототип). (54)(57) 1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТЕН30МЕТРИЧЕСКИЕ ВЕСЫ, содержащие упругие элементы с тензорезисторами, державку аэродинамической модели и механизм изменения угла атаки, о т л ич а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности измерения аэродинамических характеристик модели пу„SU„„1099108 А тем раздельного измерения компонент сил и момента, .державка аэродинамических моделей выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, установленных с возможностью свободного поворота друг относительно друга, причем внутренний цилиндр своими концами соединен посредством кардановых шарниров с двумя двухстепенными упругими элементами с тензорезисторами и на нем закреплен механизм изменения угла атаки, выполненный в виде фланца с подвижной рамкой, на которой закреплены в радиальных направлениях упругие пластины с тензорезисторами, размещенные своими сво- ф бодными концами в пазах вилки, установленной на внешнем цилиндре.

2. Весы по и. 1, о т л и ч а ю— щ и е с я тем, что, с целью обеспечения измерения низкочастотных про- р цессов, аэродинамические тензометрические весы расположены в вертикаль- вм ной плоскости, а державка подвешена на введенных регулируемых по длине упругих тягах. Ю

f 10991

Изобретение относится к весоизмерительной технике, применяемой в аэродинамическом эксперименте, и предназначено для измерения сил и моментов, действующих на модель, находящуюся в потоке аэродипамической трубы.

Известны устройства для определения динамических характеристик свободно колеблющихся тел, в которых 10 используются пружинные имитаторы закрепления моделей (1 3.

Недостатком устройства является измерение амплитуд и частот в одном направлении. 15

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются аэродинамические тензометрические весы, содержащие упругие элементы с тензорезисторами, державку аэродинамичес- 2б кой модели и механизм. изменения угла атаки (21.

Указанные весы при измерении низкочастотных амплитудно-частотных характеристик моделей инженерных 25 сооружений на режимах, сопровождающихся потерей аэроупругой устойчивости имеют низкую точность измерения за счет статического прогиба упругих пластин и державки от массы модели, 3Г1 а также. за счет увеличения трения оси державки в цилиндрических; втулках зажимов упругих элементов.

Целью изобретения является повышение точности измерения аэродинамических характеристик модели путем раздельного измерения компонент сил и момента, а также обеспечения измерения низкочас готыых процессов.

Поставленная цель достигается тем, 40 что в аэродинамических тензометрических весах, содержащих упругие элементы с тензорезисторами, державку аэродинамической модели и механизм изменения угла атаки, державка аэродинамических моделей выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, установленных с воэможностью свободного поворота друг относительно друга, причем внутренний цилиндр своими концами 5О соединен посредством кардановых шарниров с двумя двухстепенными упругими элементами с тензорезисторами и на нем закреплен механизм изменения угла атаки, выполненный в виде флан- Ы ца с подвижной рамкой, на которой закреплены в радиальных направлениях упругие пластины с тензореэисторами, размещенные своими свободными концами в пазах вилки, установленной на внешнем цилиндре; аэродинамические тензометрические весы расположены в вертикальной плоскости, а державка подвешена на введенных регулируемых по длине упругих тягах.

На чертеже схематически изображены аэродинамические тензометрические весы.

Весы состоят из двухстепенных упругих элементов 1, включающих взаимно перпендикулярные упругие пластины 2 и 3, оканчивающиеся кардановыми шарнирами 4, причем ось пересечения срединных плоскостей упругих пластин совпадает с осью отверстия карданового шарнира. В эти отверстия свободно в продольном направлении вставлен внутренний цилиндр 5 с исключением его поворота в отверстии карданового шарнира 4 (например, концы цилиндра 5 и отверстие карданового шарнира имеют квадратные сечения). На цилиндре S закреплен фланец 6 с подвижной рамкой 7, на которой закреплены упругие пластины 8, свободными концами направленные радиально к центру. На фланце 6 имеется нониус (на чертеже не показан) для отсчета угловых положений модели 9 в аэродинамической трубе.

Положение рамки относительно фланца фиксируется эксцентриковыми зажимами 10 или другим механическим способом. Внешний цилиндр 11 с помощью подшипников 12 насажен на внутрений цилиндр 5. Совместно они составляют весовую державку 13. На цилиндре 11 закреплена модель 9 и вилка 14 с пазами, в которых размещены концы упругих пластин 8. Фланец 6, подвижная рамка 7, упругие пластины 8 с тензо" резисторами и вилка 14 составляют механизм 15 изменения угла атаки.

Двухстепенные упругие элементы 1 в аэродинамической трубе располагаются вертикально и симметрично относительно оси рабочей части трубы, а державка 13 с моделью 10 и механизмом 15 изменения угла атаки подвешена на упругих регулируемых тягах 16 с помощью подшипника 17.

Аэродинамические тензометрические весы работают следующим образом.

Перед экспериментом в зависимости от ожидаемых сил и момента подбираются упругие элементы 1 и пластины 8

1099

3 необходимой жесткости, устанавливается модель 9 на державку 13 и предварительной тарировкой подбираются требуемые частоты собственных колебаний установленной на весы модели

9. В процессе тарировки определяются тарировочные коэффициенты перемещений и сил, а также сигналов с каждого тензорезистора.

Установка необходимого угла ата- !О ки производится поворотом подвижной рамки 7 относительно фланца 6; При этом посредством пластин 8 через втулку 14 поворачивается цилиндр 11 совместно с установленной на державке 6 моделью 9. Зажимное устройство

10 фиксирует подвижную рамку 7 на необходимом угле атаки, После включения аэродинамической трубы на модель набегает поток воздуха и при некоторых углах атаки и скорости потока, характерных для исследуемой модели, происходит потеря ее аэроупругой устойчивости. Модель начинает колебаться, описывая неко- 2 торую траекторию в пространстве.

108 4

Продольные и поперечные компоненты силы, действующей на модель 9 через державку 13, состоящую из внешнего цилиндра 11, подшипника 12, внутреннего цилиндра 5, передаются на кардановые шарниры 4 и воспринимаются пластинами 2 и 3 упругих элементов 1.

Момент, действующий на модель 9 через внешний цилиндр 11 и вилку !4, воздействует на упругие пластины 8, другой конец которых посредством подвижной рамки 7, зажимного устройства 10 и фланца 6 зафиксирован относительно внутреннего цилиндра 5.

Деформация упругих пластин 2,3 и 8 вызывает изменение сопротивления тензорезисторов, что используется в качестве информации о значениях сил и момента действующих на модель.

Применение аэродинамических тензометрических весов позволит повысить точность измерения низкочастотных аэродинамических характеристик модели на режимах потери аэроупругой устойчивости.

ВНИКНИ Заказ 4341/29 Тираж 610 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

1И11

1099108