Устройство для измерения сил и моментов, действующих на модель

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения гидродинамических или аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в потоке жидкости или газа. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности. Под действием сил и моментов, возникающих в результате взаимодействия потока с моделью, упругие элементы 5 измерительного каркаса 4 деформируются, сигналы с соответствующих тензорезисторов 6 поступают на вход усилительно-измерительной аппаратуры. При этом в полости модели от узла подачи газа через многоканальный сильфонный узел поступает рабочий газ, истекающий из модели через отверстия струйных органов управления во внешний поток. Если давление в полостях модели и соответственно в сильфонах 14 коллектора достаточно велико, то для снижения нагрузки на упругие элементы 5 с помощью резьбового регулятора 10 натяжения натягивают нить 9, чем плавно регулируют усилие сжатия сильфонов 14 и компенсируют ими силу растяжения упругих элементов от действия давления газа, подводимого в полости модели. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д) 5 G 01 L 5/16

Я н о т ж

5 н н

1 уп л

A-A

1 17 15 17 1I 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИу1М И ОТНРЫТИу1ру1

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234924/24-10 (22) 28.04.87 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (72) В.В.Витушкин, Ю.Х. Ганиев, В,И.Лагутин и В.И.(Окатов (53) 531.78 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 6499?О, кл. С 01 L 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 538242, кл. С 01 G 19/10, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ И

МОМЕНТОВ, ДЕЙСТВУ10ЩИХ НА МОДЕЛЬ (57) Изобретение относится к силоиз- . мерительной технике и может быть использовано для измерения гидродинамических или аэродинамических сил и мо— ментов, действующих на модель в потоке жидкости или газа. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности. Под действием сил и моментов, возникающих в

„„SU„, 3557462 А 1 результате взаимодействия потока с моделью, упругие элементы 5 измерительного каркаса .4 деформируются, сигналы с соответствующих тензорезисторов б поступают на вход усилительноизмерительной аппаратуры. При этом в полости модели от узла подачи газа че- рез многоканальный сильфонный узел поступает рабочий газ, истекающий из модели через отверстия струйных оргаов управления во внешний поток. Еси давление в полостях модели и, сответственно, в сильфонах 14 коллекора достаточно велико, то для сниения нагрузки на упругие элементы с помощью резьбового регулятора 10 а

Ю атяжения натягивают нить 9, чем плаво регулируют y èëèå сжатия сиЛнфоион (/)

4 и компенсируют ими силу растяжения ругих элементов от действия давлея газа, подводимого в полости моден. 9 ил.

1557462

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может бьггь использовано для измерения гидродинамических или аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в потоке жидкости или газа.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности. .!0

На фиг. 1 показано устройство, общий вид (без узла подачи газа); на фиг.. 2-7 показаны сечения А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е на фиг. 1; на фиг. 8 — устройство с узлом подачи газа; на фиг. 9 — упрощенный вариант устройства для работы с одним источником давления, общий вид (без узла подачи газа).

Устройство для измерения сил и 2О моментов, действующих на модель, содержит поршень 1 для крепления исследуемой модели 2, державку 3, измерительный каркас 4 из упругих элементов 5 с тензорезисторами -6, узел 25

7 подачи газа в полость модели 2 (фиг. 8), соединенный с многоканальным сильфонным узлом 8, и упругую нить 9, связанную одним концом с резьбовым регулятором 10 натяжения. 30

Поршень 1 соединен с державкой

3 через упругие элементы Б, а также через многоканальный сильфонный узел

8, размещенный внутри измерительного каркаса 4.

Многоканальный сильфонный узел 8 включает в себя пггуцер t1, один конец которого закреплен в переходнике 12, переходник 13, соединенный с переходникОм 12 с пОмощью сильфонОВ 14 ус 40 тановленных параллельно и попарно симметрично оси коллектора 8.

Переходник 13 выполнен с кольцевы" ми проточками 15 и 16, которые через отверстия 17 и 18 соединены с полос- 45 . тями соответствующих парных сильфонов

14, а переходник 12 выполнен с изолированными камерам 19 и 20, которые через отверстия 21 и 22 связаны с соответствующими парными сильфонами

14.

Узел 7 подачи газа в полость модели 2 (фиг. 8) содержит пневматические цепи по числу каналов сильфонного узла 8, каждая из которых включает в себя источник 23 давления и регулятор

24 расхода.

Узел ? подачи газа соединен с газовым коллектором 8, при этом одна камера 19 переходника 12 соединена с помощью трубопровода 25 с одной пневматической цепью узла 7 подачи газа, а другая камера 20 переходника 12 через отверстия 26 в штуцере 11 и трубопровод 27 — с другой пневматической цепью узла 7 подачи г аза.

Газ от каждого источника 23 давления подается через сильфонный узел

8 в соответствующие полости 28 и 29 исследуемой модели 2. При этом одна полость 28 может бьггь использована для питания, например, струйного органа 30 управления, расположенного в передней части модели, а другая полость 29 — для питания аналогичного органа 31 в задней части модели.

Резьбовой регулятор 10 натяжения содержит шпиндель 32 с квадратным хвостовиком 33,введенным внутрь квадратного канала 34, выполненного в переходнике 13, и натяжную гайку 35.

Один конец упругой нити 9 закреплен ,в шпинделе 32, а другой — в резьбовой втулке 36, закрепленной в переходнике 12, который через штуцер 11 соединен с державкой 3. Фиксация поршня

1 на переходнике 13, измерительного каркаса 4 на державке 3 и на поршне

1 осуществляется, например, посредством винтов 37, а уплотнение соеди. нений различных деталей устройства производится с помощью уплотнительных колец 38 и прокладок 39.

Количество источников 23 давления, используемых для независимого питания струйных органов управления или других элементов с поверхностнЫм массообменом, например пористых участков поверхности тела, может быть и больше двух, как в варианте выполнения устройства, показанном на фиг. 1. В этом случае необходимо соответственно увеличить в, устройстве число коаксиальных трубопроводов в державке

3, пар сильфонов 14 в сильфонном узле

8, а также последовательно расположенных камер в переходнике 12 и кольце- ° вых проточек в переходнике 13.

Если для обеспечения рабочего режима модели 1 достаточен один источник 23 давления, возможно использование упрощенного варианта устройства (фиг. 9), в котором переходники 12 и 13 выполнены соответственно с одной камерой 19 и одной проточкой 16, которыми соединены между собой все сильфоны 14. Тензорезисторы 6 измерительО 15574 ного каркаса 4 подключены к входу усилительно-измерительной аппаратуры 40, которая может включать в себя усилитель 41 и регистратор, например, шпейфовый осциллограф 42.

Устройства для измерения сил и моментов, действующих на модель, работает следующим образом .

Перед проведением исследования вза-10 имодействия потока 43 с моделью 2 по трубопроводам 25 и 27 подводится от источников 23 давления газ (или жидкость), который через камеры 19 и

20 переходника 12, сильфоны 14, отверстия 18 и 17 и кольцевые проточки

16 и 15 переходника 13 поступает в полости 28 и 29 модели 2 и истекает, например, через отверстия 30 и. 31 струйных органов управления во внеш- 20 ний поток. После установления требуемых расходов подводимого газа от источников 23 давления и измерения с помощью размещенных на упругих элементах 5 измерительного каркаса 4 тен- 25 зорезисторов 6, реагирующих на осевую силу, создаваемую сильфонами 14, державка 3 с моделью 2 вводится во внешний поток.

Под действием снл и моментов, воз- 30 никающих в результате взаимодействия потока 43 с моделью 2, упругие элементы 5 деформируются, сигналы с соответствующих тензорезисторов 6, пропорциональные указанным силам и моментам, поступают на вход усилителя

41 и после установления стационарного режима обтекания модели 2 пото-, ком 43 регистрируются шлейфовым осциллографом 42. В процессе проведения испытаний расходы подводимого по трубопроводам 25 и 27 газа могут в соответствии с заданной программой, изменяться. В случае, когда необходимые давления в полостях 28 и 29 моде- 45

62 ь ли 2 и, соответственно, в сильфочах

14 достаточно большие, создаваемое сильфонами 14 усилие может существенно превосходить измеряемую силу сопротивления. Тогда для снижения нагрузки, действующей на упругие элементы 5, используется резьбовой регулятор 10 натяжения. Навинчивая гайку 35 на резьбовой участок шпинделя 32 и натягивая таким образом нить 9, можно плавно регулировать усилие сжатия сильфонов 14, компенсируя создаваемую ими силу растяжения упругих элементов 5.

Формула из обр ет ения

Устройство для измерения 1 сил и моментов, действующих на модель, содержащее поршень для крепления исследуемой модели и державку, которые соединены между собой посредством упругих измерительных элементов с тензорезисторами, два сообщенных между собой с помощью сильфонного узла переходника, один из которых соединен с державкой, а другой — с поршнем, а также упругую нить, закрепленную в переходниках и связанную одним концом с регулятором натяжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, сильфонный узел выполнен многоканальным, каждый канал его образован двумя сильфонами, установленными симметрично осН сильфонного узла между переходниками газового коллектора, которые выполнены с изолированными камера и, сообщенными с сильфонами соответствующего канала, при этом регулятор натяжения установлен на одном переходнике, который закреплен на поршне, а второй конец упругой нити закреплен в.другом переходнике, который соединен с державкой и сильфбнным узлом.

1557462

1557462

1557462

Корректор Т.Палий

Заказ 713 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель А.Лмаханов

Редактор А. Огар Техр ед А. Кравчук