Тензометрический динамометр для измерения продольной силы

 

Все т ватеи;:.о

-:"::::".-.. окей

О П И-С- :А — "Н:-И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (.оюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 6 Olm 9j00

Заявлено 1,8Л.1971 (№ 1609208/18-10) с присоединением заявки №

Государственнын комитв1

Совета Министров СССР аа делам изаеретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 10Х111.1973. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 16.П.1974

УДК 533.6.071: 681.26 (088.8) Авторы изобретения

А. С. Бойко, К. А. Стекениус и В. И. Медников

Заявитель

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРОДОЛЪНОЙ СИЛЫ

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

Известны дина мометры дланя измерения продо льной аэродинамической силы, выполненные в виде упругого параллелограмма с отдельным чувствительным элементом:B виде мультипликатора,механического напряжения. Одна ко отмечается влияние поперечной силы и ее момента на результаты измерения продольной аэродинамической силы. Предлагаемый динамометр отличается тем, что содержит два упругих параллелограмма, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через .продольную ось дина мометра, причем параллелограммы имеют общие продольные балыки, а поперечные балки параллелограммов, .находящихся в разных плоскостях, чередуются между собой и разнесены по длине продольных балок. Чувствительный элемент дина мометра соединен с продольными балыками параллелограммов на участке, расположенном между поперечными бал ками. Это уменьшает влияние неиз меряемой поперечной силы и ее момента:на результаты измерения продольной аэродинамической силы.

На фиг. 1 схематически изображен динамометр с чувствительным элементом, соединенHbIIM своими концами с концевым участком продольных балок; на фиг. 2 — то же, с чувствительным элементом, расположенным на участке между поперечными балками.

5 Дина мометр имеет две продольные балки 1, связанные между собой двумя парами пластинообразных поперечных балок 2 и 3, которые перпендикулярны IK .продольным балыкам. Пары балок 2 и 3, расположенные одна накрест

10 другой, в совокупности с продольными балками 1 образуют упругие napaллелограммы, лежащие во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось д инамометра of. При этом поперечные балки, 15 принадлежащие разным параллелограммам, разнесены,по длине балок 1 и чередуются гмежду собой. Чувствительный упругий элемент 4, выполненный в виде П-образной пластины с наклеенными на нее тензодатчпками

20 5, соединен своими концами с балками 1. Продольные балки в местах их соединения с поперечными балками 2 и 3 имеют уголковообразный профиль (разрезы по А — А,  — В, Д—

Д и 5K — Ж), что существенно повышает жест25 кость бало|к 1. Продольные балки, кроме того, снабжены ребрами жесткости 6 (разрезы пс

Б — Б,à — Г,Š— ЕиЗ вЂ” 3).

Для изготовления динамометра из целиковой заготовщики балки 1 разделены, между со30 бой пазами 7, а от балок 2 и 3 — паза ми 8, 393632

45

55 выполненны|ми попарно с .двух противоположных сторон динамсметра и:перекрывающими друг друга на величину 6 (разрез по  — В и

Š— Е). Кроме того, балки 1 имеют пазы 9, касательные к балкам 2 и 3. Одна из бало к 1 связана с испытываемой моделью, другая— с дер,жав|кой 10.

Нормальная ось on и боковая ось ob могут ориентироваться произвольным образом относительно оси о1. Например (ом. фиг. 1) нормальная сила P лежит в плоскости параллелогра мма, образованного балками 1 и 2, а боковая сила Рь — в плоскости параллелогра м ма, образованного балками 1 и 3.

При обдуве испытываемой иодели пото ком в аэродинамичеокой трубе на динамометр в общем случае действуют все компоненты полной аэродинамической силы: ка к измеряемая сила Рь так и неизмеряемые им компоненты и Рь t Мп. Мд

По отношению:к из|меряемой продольной силе Р балки 1 дина мометра амеют большую жесткость, а балки 2 и 3 — м:алую. Благодаря этому, под действием силы Р продольные балки 1 практически не деформируются в то время, iKBIK поперечные балки 2 и 3 изгиба ются. Вследствие этого одна из балок 1 омещается относительно другой. В результате п ластины чувствительного упругого элемента 4 с тензодатчи каии 5 на них претерпевают дефо рмацию изгиба. Появляющиеся в,пластинах напряжения изгиба преобразуются тензодатчи,ками. в электрический сигнал, пропорц иональный из меряе1мой силе Р и регистрируемый измерительным прибором.

При действии на дина маметр неизмеряемой нормальной оииы Р одновременно с балками

2 работают на .изгиб и поперечные балыки 3, обладающие благодаря своей ориентации очень высокой жесBKocrbIo по отношению к нагрузке, вызываемой силой Р„, Вследствие этого сила Р„не приводит к дополнительно му смещению одной из продольных балок 1 динамометра относительно другой, и не вызывает искажения величины измеряемой силы Р .

При действии на дина мо1метр боковой силы Рь ,поперечные балки 2 обладают очень высокой жесткостью по отношению к нагрузочке, создаваемой этой силой. Вследствие этого боковая сила Рь также не искажает результат miMeрения продольной силы Р .

По отношению iK,действию момента крена

М динамометр тоже обладает высо кой жесткостью, поскольку в этом случае iKaiK балыки 2, так и бал к и 3 работают на изгиб в плоско5

4 стях, параллельных плоскости nob, где они ииеют высокий момент сопротивления изгибу.

Пс1д действием IMQIMeHTDB рыоканья М„и тангажа М продольные балки 1 динамометра работают на изгиб. Разнесение поперечных балок 2 и 3 по длине продольных балок 1 дает резкое уменьшение, прогибов и поворотов балок 1, следовательно, обеспечивает снижение погрешности в измерении .силы Р за счет измеряемых моментов тангажа МЬ и рыскания М .

Та ким образом, дина мометр, обладая высокой жеспкостью по отношению;к компонентам поперечной силы P и Р, их иоментам Мь и

М„, а также по отношению к моменту крена

Мь обеспечивает измерение продольной силы

Р> с малой погрешностью.

Предмет изобретения

1. Тензометричеакий дина мометр для измерения продольной силы, содержащий упругую систему в виде параллелограмм ма, проходящего через продольную ось динамометра, и чувствительный упругий элемент в виде .мультип ли катора механического напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения .влияния поперечной силы и ее момента на из)мерение продолыной силы, он снабжен вторым параллело ра имом, расп оложенны м в плос кости, перпендикулярной . плоакости первото и проходящей через продольную ось динамометра, при этом парал лелогра ммы имеют общие ,продольные балыки, а поперечные балки лараллелогра ммов, расположенных в разных плоскостях, чередуются между собой и разнесены по длине продольных балок.

2. Тензометричеокий динамометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения деформации чувствительного упругого элемента за счет изгиба продольных балок, он соединен с эти ми балка ми на участке, расположен.ном между, поперечными балка ми дина мометра.

3. Тензометричеакий дина мометр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дефор мации продольных бало|к, они в |местах соединения с поперечными бал|ка ми выполнены с угол ковообразньпми поперечными сечениями и снабжены поперечньпми ребрами жесткостии.

4. Тензометрический динамометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения изготовления из целвковой .заготовки, лродольные балыки,выполнены с,паза|ми, касательными к,поперечным балкам.

393632

Л-Л

Фиг 2

Составитель В. Герасимова

Редактор О. Филиппова Техред д. Богданова Корректор A. Дзесова

Заказ 185/3 Изд. Ко 75 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2