專利名稱：顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明屬于航空測(cè)量技術(shù)，涉及一種顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)量慣性矩是與物體質(zhì)量和相對(duì)位置相關(guān)的物理量，質(zhì)點(diǎn)A繞點(diǎn)B的質(zhì)量慣性矩就是該質(zhì)點(diǎn)A到點(diǎn)B距離的平方值與該質(zhì)點(diǎn)A的質(zhì)量乘積。質(zhì)量慣性矩?cái)?shù)據(jù)對(duì)顫振模型而言非常重要，直接關(guān)系到模擬真實(shí)飛機(jī)動(dòng)力學(xué)特性的準(zhǔn)確性。但是，長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有一套專業(yè)測(cè)量顫振模型質(zhì)量慣性矩?cái)?shù)據(jù)的設(shè)備，以致只能依靠簡(jiǎn)單的細(xì)線、直尺、重錘和秒表等工具來(lái)進(jìn)行估測(cè)。首先通過(guò)簡(jiǎn)單的“懸掛法”來(lái)測(cè)量顫振模型的重心；然后，在顫振模型上選擇兩個(gè)掛點(diǎn)，通過(guò)兩根細(xì)線將模型吊起來(lái)，調(diào)整細(xì)線長(zhǎng)度，使得模型的剛性軸位于兩細(xì)線之間，并且與兩細(xì)線平行；測(cè)得兩根細(xì)線的長(zhǎng)度Li、L2及相對(duì)重心到每根細(xì)線之間的距離 dl、d2 ；再運(yùn)用單擺法測(cè)得整個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的周期T，最后代入計(jì)算公式(1)得到顫振模型繞其剛性軸的質(zhì)量慣性矩。這樣的測(cè)量，操作復(fù)雜，效率低，誤差大，測(cè)量值的穩(wěn)定性較難控制，不能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種操作簡(jiǎn)單、效率高、誤差小、測(cè)量值的穩(wěn)定性好、能保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置，其特征在于，它由承力框架、兩個(gè)掛鉤組件、高度尺組件5、兩個(gè)水平儀7、重心定位組件8、兩個(gè)模型限位組件9 和重心定位桿10組成；(1)承力框架由矩形底板1、尺寸與矩形底板1相同的頂板2、四根立柱3和四個(gè)可調(diào)支腳4組成，四根立柱3相互平行，四根立柱3的下端分別與矩形底板1的四角通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，四根立柱3的上端分別與頂板2的四角通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，四個(gè)可調(diào)支腳4安裝在矩形底板1下表面的四角；在頂板2寬度方向的中心有一條沿長(zhǎng)度方向伸展的、垂直貫通板面的長(zhǎng)槽12，在頂板2下表面上、長(zhǎng)槽12 —側(cè)或兩側(cè)的板面上有精度為0. 5mm的刻度尺，在頂板2的板面上長(zhǎng)槽12的一側(cè)有一個(gè)垂直貫通板面的高度尺組件安裝孔；在底板1長(zhǎng)度方向的中心有一條沿寬度方向伸展的、垂直貫通板面的重心定位桿滑槽11，重心定位桿滑槽11的橫截面為倒T形，沿底板1的長(zhǎng)度方向和寬度方向分別安裝著一個(gè)水平儀7 ；(2)掛鉤組件13由掛鉤13a、掛鉤定位圓臺(tái)13b、掛鉤螺紋桿13c和掛鉤緊固螺母 13d組成，掛鉤13a上部與掛鉤定位圓臺(tái)1 的下表面連為整體，掛鉤定位圓臺(tái)的上表面與掛鉤螺紋桿13c的下表面連為整體，掛鉤螺紋桿13c穿過(guò)長(zhǎng)槽12與掛鉤緊固螺母13d連接， 將掛鉤組件13固定在頂板2上；(3)高度尺組件5由尺身5a、定位圓臺(tái)恥、螺紋段5c和緊固螺母5d組成，尺身fe是一根截面為矩形或者圓形的長(zhǎng)桿，在尺身5a有精度為Imm的刻度線，定位圓臺(tái)恥的下表面中心與尺身fe的上端連接為整體，螺紋段5c的下端與定位圓臺(tái)恥的上表面中心連接為整體，螺紋段5c的上端從下向上穿過(guò)高度尺組件安裝孔后與緊固螺母5d結(jié)合，將高度尺組件5垂直固定在頂板2上；(4)重心定位組件8由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的后立板8a、橫板Sb、定位針組件8c和帶手柄螺栓8f組成；后立板8a是一個(gè)矩形板，后立板8a的下側(cè)面與底板1的上表面通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，后立板8a的長(zhǎng)度方向與底板1垂直，兩個(gè)后立板8a分別位于底板1 靠近后邊緣的兩側(cè)并且位置對(duì)稱，兩個(gè)后立板8a的板面共面，在后立板8a的板面上有一條沿后立板長(zhǎng)度方向伸展的、貫通的橫板導(dǎo)向槽8e，橫板8b是一個(gè)矩形板，在橫板8b長(zhǎng)度方向的兩側(cè)各有一個(gè)鎖緊螺紋孔，在橫板8b上有一個(gè)沿長(zhǎng)度方向伸展的、貫通的定位針導(dǎo)向槽8d，兩個(gè)鎖緊螺紋孔的位置分別與兩個(gè)后立板8a上的橫板導(dǎo)向槽8e的位置對(duì)應(yīng)，兩個(gè)帶手柄螺栓8f分別穿過(guò)兩個(gè)橫板導(dǎo)向槽8e后擰進(jìn)兩個(gè)鎖緊螺紋孔中，將橫板8b固定在后立板8a上；定位針組件8c由定位針8c 1、定位圓臺(tái)8c2、螺紋段8c 3和鎖緊螺母8c4組成， 定位針8cl是一根頭部帶尖的圓桿，定位圓臺(tái)8c2的前表面中心與定位針8cl的后端連接為整體，螺紋段8c3的前端與定位圓臺(tái)8c2的后表面中心連接為整體，螺紋段8c3的后端從前向后穿過(guò)定位針導(dǎo)向槽8d后與緊固螺母8c4結(jié)合，將定位針組件8c垂直固定在橫板8b 上；(5)模型限位組件9由側(cè)立板9a和兩個(gè)限位桿組件組成，側(cè)立板9a是一塊矩形板，下表面與底板1連為整體，側(cè)立板9a的長(zhǎng)度方向與底板平面垂直，在側(cè)立板的中上部有兩個(gè)水平布置的通孔，限位桿組件由限位桿9c和可鎖緊軸套9b組成，可鎖緊軸套9b安裝在上述通孔內(nèi)，限位桿9c穿過(guò)可鎖緊軸套9b的中心孔并保持間隙配合，兩個(gè)模型限位組件 9的結(jié)構(gòu)相同，兩個(gè)模型限位組件9分別位于底板1長(zhǎng)度方向的兩側(cè)，模型限位組件9的板面與底板1的寬度方向平行，兩個(gè)模型限位組件9的位置對(duì)稱；(6)重心定位桿10由定位桿10a、倒T形連接件和連接螺母IOd組成，定位桿IOa 是一根長(zhǎng)圓桿，其下端有外螺紋，倒T形連接件的下段為方形沉頭10b，方形沉頭IOb的邊長(zhǎng)略小于重心定位桿滑槽11倒T形的水平段的寬度，倒T形連接件的上段為帶有內(nèi)、外螺紋的圓筒10c，該圓筒IOc的下端與方形沉頭IOb上表面的中心連接為整體，圓筒IOc從下向上穿過(guò)重心定位桿滑槽11倒T形的垂直段后與連接螺母IOd結(jié)合，將倒T形連接件固定在底板1上，倒T形連接件的下段位于重心定位桿滑槽11倒T形的水平段內(nèi)，定位桿IOa下端的外螺紋擰進(jìn)倒T形連接件上段的螺紋孔內(nèi)，定位桿IOa垂直于底板1。使用如上面所述的測(cè)量裝置測(cè)量顫振模型質(zhì)量慣性矩的方法，其特征在于，測(cè)量的步驟如下(1)調(diào)節(jié)支腳4使兩塊水平儀同時(shí)處于水平位；(2)單點(diǎn)懸掛顫振模型，使用顫振模型限位組件9，限制顫振模型的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度， 使其處于靜平衡狀態(tài)；(3)使用重心定位桿10，利用共線原理，標(biāo)定一條過(guò)重心的線1 ；(4)改變懸掛位置，重復(fù)步驟(2)、(3)，得到另一條過(guò)重心的線2 ；(5)標(biāo)定線1與線2在顫振模型外表面上的交點(diǎn)，相對(duì)重心點(diǎn)A ；(6)在顫振模型剛性軸兩側(cè)各選擇一個(gè)掛點(diǎn)作為懸掛點(diǎn)，系牢細(xì)繩；
(7)將兩條細(xì)繩分別系在兩個(gè)掛鉤13上，調(diào)節(jié)細(xì)繩的長(zhǎng)度，使顫振模型剛性軸與重心定位桿10平行，固定細(xì)繩；(8)調(diào)節(jié)掛鉤13的位置，使得兩條細(xì)線與重心定位桿10平行，固定掛鉤13位置；(9)微調(diào)細(xì)繩長(zhǎng)度使得模型剛性軸與重心定位桿平行，固定細(xì)繩；(10)使用顫振模型限位組件9，限制顫振模型的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，使顫振模型處于靜平衡狀態(tài)；(11)測(cè)得兩掛鉤13之間的距離d ；(12)令相對(duì)重心點(diǎn)A到一根細(xì)線的距離為dl，到另一根細(xì)線的距離為d2，使用重心定位針上的橫向尺，測(cè)得dl和d2 ；(13)比較d與(dl+d2)的數(shù)值大小，校核兩根細(xì)線與重心定位桿的平行度；(14)運(yùn)用高度尺組件5測(cè)得兩根細(xì)線懸掛模型后的長(zhǎng)度Li、L2 ；(15)解除限位組件9，運(yùn)用單擺法測(cè)得整個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的周期T ；(16)使用臺(tái)秤測(cè)得顫振模型的重量mg (17)根據(jù)下式計(jì)算顫振模型的質(zhì)量慣性矩
權(quán)利要求
1.顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置，其特征在于，它由承力框架、兩個(gè)掛鉤組件、高度尺組件[5]、兩個(gè)水平儀[7]、重心定位組件[8]、兩個(gè)模型限位組件[9]和重心定位桿[10] 組成；(1)承力框架由矩形底板[1]、尺寸與矩形底板[1]相同的頂板[2]、四根立柱[3]和四個(gè)可調(diào)支腳[4]組成，四根立柱[3]相互平行，四根立柱[3]的下端分別與矩形底板[1]的四角通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，四根立柱[3]的上端分別與頂板[2]的四角通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，四個(gè)可調(diào)支腳[4]安裝在矩形底板[1]下表面的四角；在頂板[2]寬度方向的中心有一條沿長(zhǎng)度方向伸展的、垂直貫通板面的長(zhǎng)槽[12]，在頂板[2]下表面上、 長(zhǎng)槽[12] —側(cè)或兩側(cè)的板面上有精度為0. 5mm的刻度尺，在頂板[2]的板面上長(zhǎng)槽[12] 的一側(cè)有一個(gè)垂直貫通板面的高度尺組件安裝孔；在底板[1]長(zhǎng)度方向的中心有一條沿寬度方向伸展的、垂直貫通板面的重心定位桿滑槽[11]，重心定位桿滑槽[11]的橫截面為倒 T形，沿底板[1]的長(zhǎng)度方向和寬度方向分別安裝著一個(gè)水平儀[7]；(2)掛鉤組件[13]由掛鉤[13a]、掛鉤定位圓臺(tái)[l!3b]、掛鉤螺紋桿[13c]和掛鉤緊固螺母[13d]組成，掛鉤[13a]上部與掛鉤定位圓臺(tái)[13b]的下表面連為整體，掛鉤定位圓臺(tái)的上表面與掛鉤螺紋桿[13c]的下表面連為整體，掛鉤螺紋桿[13c]穿過(guò)長(zhǎng)槽[12]與掛鉤緊固螺母[13d]連接，將掛鉤組件[13]固定在頂板[2]上；(3)高度尺組件[5]由尺身[fe]、定位圓臺(tái)[恥]、螺紋段[5c]和緊固螺母[5d]組成， 尺身[5a]是一根截面為矩形或者圓形的長(zhǎng)桿，在尺身[5a]有精度為Imm的刻度線，定位圓臺(tái)[5b]的下表面中心與尺身[5a]的上端連接為整體，螺紋段[5c]的下端與定位圓臺(tái)[5b] 的上表面中心連接為整體，螺紋段[5c]的上端從下向上穿過(guò)高度尺組件安裝孔后與緊固螺母[5d]結(jié)合，將高度尺組件[5]垂直固定在頂板[2]上；(4)重心定位組件[8]由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的后立板[8a]、橫板[8b]、定位針組件[8c]和帶手柄螺栓[8f]組成；后立板[8a]是一個(gè)矩形板，后立板[8a]的下側(cè)面與底板[1]的上表面通過(guò)螺栓或者焊接連接為整體，后立板[8a]的長(zhǎng)度方向與底板[1]垂直，兩個(gè)后立板 [8a]分別位于底板[1]靠近后邊緣的兩側(cè)并且位置對(duì)稱，兩個(gè)后立板[8a]的板面共面，在后立板[8a]的板面上有一條沿后立板長(zhǎng)度方向伸展的、貫通的橫板導(dǎo)向槽[8e]，橫板[8b] 是一個(gè)矩形板，在橫板[8b]長(zhǎng)度方向的兩側(cè)各有一個(gè)鎖緊螺紋孔，在橫板[8b]上有一個(gè)沿長(zhǎng)度方向伸展的、貫通的定位針導(dǎo)向槽[8d]，兩個(gè)鎖緊螺紋孔的位置分別與兩個(gè)后立板 [8a]上的橫板導(dǎo)向槽[8e]的位置對(duì)應(yīng)，兩個(gè)帶手柄螺栓[8f]分別穿過(guò)兩個(gè)橫板導(dǎo)向槽 [Se]后擰進(jìn)兩個(gè)鎖緊螺紋孔中，將橫板[8b]固定在后立板[8a]上；定位針組件[8c]由定位針[8cl]、定位圓臺(tái)[8c2]、螺紋段[8c3]和鎖緊螺母[8c4]組成，定位針[8cl]是一根頭部帶尖的圓桿，定位圓臺(tái)[8c2]的前表面中心與定位針[8cl]的后端連接為整體，螺紋段[8c3]的前端與定位圓臺(tái)[8c2]的后表面中心連接為整體，螺紋段[8c 3]的后端從前向后穿過(guò)定位針導(dǎo)向槽[8d]后與緊固螺母[8c4]結(jié)合，將定位針組件[8c]垂直固定在橫板 [8b]上；(5)模型限位組件[9]由側(cè)立板[9a]和兩個(gè)限位桿組件組成，側(cè)立板[9a]是一塊矩形板，下表面與底板[1]連為整體，側(cè)立板[9a]的長(zhǎng)度方向與底板平面垂直，在側(cè)立板的中上部有兩個(gè)水平布置的通孔，限位桿組件由限位桿[9c]和可鎖緊軸套[9b]組成，可鎖緊軸套[%]安裝在上述通孔內(nèi)，限位桿[9c]穿過(guò)可鎖緊軸套[9b]的中心孔并保持間隙配合，兩個(gè)模型限位組件[9]的結(jié)構(gòu)相同，兩個(gè)模型限位組件[9]分別位于底板[1]長(zhǎng)度方向的兩側(cè)，模型限位組件[9]的板面與底板[1]的寬度方向平行，兩個(gè)模型限位組件[9]的位置對(duì)稱；(6)重心定位桿[10]由定位桿[10a]、倒T形連接件和連接螺母[10d]組成，定位桿 [10a]是一根長(zhǎng)圓桿，其下端有外螺紋，倒T形連接件的下段為方形沉頭[10b]，方形沉頭 [10b]的邊長(zhǎng)略小于重心定位桿滑槽[11]倒T形的水平段的寬度，倒T形連接件的上段為帶有內(nèi)、外螺紋的圓筒[10c]，該圓筒[10c]的下端與方形沉頭[10b]上表面的中心連接為整體，圓筒[10c]從下向上穿過(guò)重心定位桿滑槽[11]倒T形的垂直段后與連接螺母[10d] 結(jié)合，將倒T形連接件固定在底板[1]上，倒T形連接件的下段位于重心定位桿滑槽[11] 倒T形的水平段內(nèi)，定位桿[10a]下端的外螺紋擰進(jìn)倒T形連接件上段的螺紋孔內(nèi)，定位桿 [10a]垂直于底板[1]。
2.使用如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置測(cè)量顫振模型質(zhì)量慣性矩的方法，其特征在于， 測(cè)量的步驟如下(1)調(diào)節(jié)支腳[4]使兩塊水平儀同時(shí)處于水平位；(2)單點(diǎn)懸掛顫振模型，使用顫振模型限位組件[9]，限制顫振模型的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，使其處于靜平衡狀態(tài)；(3)使用重心定位桿[10]，利用共線原理，標(biāo)定一條過(guò)重心的線1；(4)改變懸掛位置，重復(fù)步驟( 、(3)，得到另一條過(guò)重心的線2；(5)標(biāo)定線1與線2在顫振模型外表面上的交點(diǎn)，相對(duì)重心點(diǎn)A；(6)在顫振模型剛性軸兩側(cè)各選擇一個(gè)掛點(diǎn)作為懸掛點(diǎn)，系牢細(xì)繩；(7)將兩條細(xì)繩分別系在兩個(gè)掛鉤[13]上，調(diào)節(jié)細(xì)繩的長(zhǎng)度，使顫振模型剛性軸與重心定位桿[10]平行，固定細(xì)繩；(8)調(diào)節(jié)掛鉤[13]的位置，使得兩條細(xì)線與重心定位桿[10]平行，固定掛鉤[13]位置；(9)微調(diào)細(xì)繩長(zhǎng)度使得模型剛性軸與重心定位桿平行，固定細(xì)繩；(10)使用顫振模型限位組件[9]，限制顫振模型的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，使顫振模型處于靜平衡狀態(tài)；(11)測(cè)得兩掛鉤[13]之間的距離d；(12)令相對(duì)重心點(diǎn)A到一根細(xì)線的距離為dl，到另一根細(xì)線的距離為d2，使用重心定位針上的橫向尺，測(cè)得dl和d2;(13)比較d與(dl+d2)的數(shù)值大小，校核兩根細(xì)線與重心定位桿的平行度；(14)運(yùn)用高度尺組件[5]測(cè)得兩根細(xì)線懸掛模型后的長(zhǎng)度Li、L2；(15)解除限位組件[9]，運(yùn)用單擺法測(cè)得整個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的周期T；。(16)使用臺(tái)秤測(cè)得顫振模型的重量mg:(17)根據(jù)下式計(jì)算顫振模型的質(zhì)量慣性矩
全文摘要
本發(fā)明屬于航空測(cè)量技術(shù)，涉及一種顫振模型質(zhì)量慣性矩的測(cè)量裝置。其特征在于，它由承力框架、兩個(gè)掛鉤組件、高度尺組件[5]、兩個(gè)水平儀[7]、重心定位組件[8]、兩個(gè)模型限位組件[9]和重心定位桿[10]組成。本發(fā)明的操作簡(jiǎn)單，測(cè)量效率高，測(cè)量誤差小，測(cè)量值的穩(wěn)定性好，能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01M1/10GK102419238SQ20111023270
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者黨云卿, 胡志勇, 馬艷峰, 龔亮 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所