ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ Советский патент 1973 года по МПК G01M9/06 

1

Изобретение относится к экспериментальной аэродинаиМике и может быть .применимо в аэродинамических трубах для определения аэродинамических характеристик (моделей.

Известны динамометры для измерения продольной аэродинамической силы, выполненные в виде упругого паралшелограмма с отдельным чувствительным элементом в в,иде мультипликатора .механического напряжения. Однако отмечается влияние поперечной силы и ее моМента на результаты измерения продольной аэродинаамичеокой силы.

Предлагаемый динамометр отличается тем, что содерж-ит два упругих параллелограмма, расположенных во взаимно лерпендикулярных плоскостях, проходящих через .продольную ось дина1момет ра, причем параллелотрам.мы вмеют общие продольные балки, а поперечные балки П1араллело1Гра(М|Мов, .находящихся в разных плоскостях, чередуются между собой и разнесены по длине продольных балок. Чувствительный элемент динамометра соединен с продольными балка ми параллелограммов на участке, расположенном между по.перечны1М1И балка.МИ. Это уменьщает влияние неи:3 меряемой поперечной силы и ее момента на результаты из.мерения продольной аэродинамической силы.

На фиг. 1 схематически изображен дина;мометр с чувствительным элементо.м, соединенным своими концами с концевым участком продольных балок; на фиг. 2 - то же, с чувствительным элементом, расположенным на участке между поперечными балками.

Динамометр вмеет две продольные балки 1, связанные между собой двумя ,пара.ми пластинообразных поперечных балок 2 и 3, которые перлендикулярны к .продольным башка.м. Пары балок 2 и 3, расположенные одна .накрест

другой, в совоясупиости с .продольными балками 1 образуют упругие параллелограммы, лежащие во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось динамометра ot. При этом поперечные балки,

принадлежащие ра.зны.м параллелогра.ммаим, ра.знесены по длине бало.к 1 и чередуются между собой. Чувствительный упругий элемент 4, выполненный в виде П-образной пластины с на.клеенными на нее те.нзодатчика ми

5, соединен своими концами с балками 1. Про.дольные балки в иместах их соединения с попереч.ными балка.ми 2 и 3 имеют уголковообразный Профиль (разрезы по А-А, В-В, Д- Д и Ж-Ж), что существенно повышает жесткость балок 1. Продольные балки, кроме то.го, снабжены ребрами жесткости 6 (разрезы по Б-Б, Г-Г, Е-Е и 3-3).

ДлЯ Изготовления динамометра из целиковой заготовки балки 1 разделены .между собой пазами 7, а от балок 2 и 3 - пазами 8, выполненными ооларно с двух противололожных сторон дина.Маметра и перакрывающими друг друга на вёлич-ину б ,(разрез по В-В и Е-Е). Кроме того, балки 1 имеют пазы 9, касательные iK балкам 2 и 3. Одна из балок 1 связа.на с испытываемой моделью, другая - с державкой 10. Нормальная ось on и боковая ось оЬ могут ориентироваться произвольным образом относительно оси о/. НапрЕмер (ом. фиг. 1) яормальная сила РП лежит в плоскости параллелограмма, образованного -балками 1 и 2, а бо1ковая сила РЬ - в плоскости параллелограм(Mia, образованного i6awiKaiMH 1 и 3. При обдуве испытываемой (Модели потоком в аэродиЕа1Мичеокой трубе на динамометр в общем случае действуют все компоненты полной аэродинамической силы: -как измеряемая сила Pt, так и неизмеряемые им компоненты Рп, РЬ, Mt, Мп, Мъ. По отношению к из1меряамой продольной силе Pt балк1И 1 динамометра имеют большую жест1кость, а |бал1ки 2 и 3 - 1М;а-лую. Благодаря этому, под действием силы Pt продольные балки 1 практически не деформируются в то время, как «аяеречные башки 2 и 3 из гибаются. Вследствие этого одна из балок 1 смещается относительно другой. В результате пшастилы чувствительного ynpyiroro элемента 4 с тензодатчиками 5 на HEX претерпевают деформ-ацию изгиба. Появляющиеся в .пластинах напряжения изгиба преобразуются тензодатчи ка1ми. в электрический сигнал, пропорциональный измеряемой силе Pt и регистрируемый измерительным приборам. При действии на динамометр 1неизмеряе1мой нормальной оишы РП одновременно с балками 2 работают на .изгиб и поперечные балки 3, обладающие бл1агодаря своей ориентации очень высакой жесткостью ло отношению к нагрузке, вызываемой силой РП- Вследствие этого сила РП не приводит к дополнительному смещению одной из продольных балок 1 динамометра относительно другой, и не вызывает искажения величины измеряемой силы Pf При действии на динамометр боковой силы РЪ поперечные балки 2 обладают очень высокой жесткостью по отношению к нагрузке, создаваемой этой силой. Вследствие этого боковая сила РЬ также не искажает результат измерения -продольной силы P По отношению ж действию (момента крена Mt динама.метр тоже Обладает высокой жесткостью, .пооюолыку в этом ;как балки 2, так и балки 3 работают на изгиб в плоскостях, параллельных плоскости nob, где они И(меют высокий момент сопротивления изгибу. Под действием моментов рысканья Мп и тангажа Mb продольные балки 1 динамометра работают на изгиб. Разнесение поперечных балок 2 и 3 по дляне продольных балок 1 дает резкое уменьшение прогибов и поворотов б.алок 1, следовательно, обеспечивает снижение погрешности в измерении силы Pt за счет измеряемых МО.ментов тангажа Mb и рыскания МпТа1ки(м образом, динамометр, обладая высокой жесткостью по отношению к компонентам поперечной силы РП и РЬ, их моментам Мь и Мп, а также по отношению « моменту крена Mt, обеспечивает измерение п родольной силы Pt с малой погрешностью. Предмет изобретения 1. Тензометрическии дина1мометр для измерения продольной силы, содержащий упругую систему в ви|де оараллвлограм1ма, проходящего через продольную ось динамометра, и чувствительный упругий элемент в виде мультипшикатора 1механического напряжения, отличающийся тем, что, с. целью уменьщениявл-иян-ия поперечной силы и ее момента на измерение продолыной силы, он снабжен вторым п.раллелоюраммом, расооложевным в пшоокости, перпендикулярной . плоскости первого и проходящей через продольную ось динамометра, при этом пар а лшело граммы имеют общие продольные балки, а поперечные балки етарал.лелограммов, расположенных в разных плоскостях, чередйются между собой и разнесены по длине продольных балок. 2.Тензометрическии ди1на1мометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения деформл-ции чувствительного упругого элемента за счет ИЗГиба продольных балок, он соединен с этими балками на участке, расположенном между лоперечньими балками динамометра. 3.Тензометрическии динамометр по ет. 1, отличающийся там, что, с целью уменьшения еформации продольных балок, оли в местах оединения с поперечными балкам-и выполнены с уголковообразньгми поперечными сечеиями и снабжены поперечными ребрами жеткости. 4.Тензаметрический дииа1мометр по п. 1, тличающийся тем, что, с целью обеспечения зготовлеННЯ из целвковой заготовки, проольные бал1ки выполнены с лазами, касательыми к поперечным балкам.

Viii

9.

я

п о ||||

III

iTTTTT Iтгрр,

iM ULJ llij Ufl FH

Ь.

Л/

I7 JL f27

Л