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风洞应变天平优化设计方法研究 被引量：6
1
作者 刘高计 谌满荣 于卫青 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期94-97,共4页
文中介绍了在数学软件M athCAD 2000平台上,应用“正交计算设计方法”开展风洞应变天平优化设计研究的情况。给出了川型五分量天平元件优化设计数学模型,取得了理想的优化设计结果。
关键词 风洞 应变天平 优化设计 数值计算 风洞实验 空气动力学
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卷积神经网络在风洞天平静态校准中的应用 被引量：2
2
作者 汪运鹏 聂少军 +1 位作者 王粤 姜宗林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期25-32,I0001,共9页
风洞天平是气动试验中用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向和作用点的装置,测量结果的精准度与天平的静态校准性能直接相关,天平的静态校准是通过校测设备建立天平测量信号与所受气动载荷的映射关系。由于多分量... 风洞天平是气动试验中用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向和作用点的装置,测量结果的精准度与天平的静态校准性能直接相关,天平的静态校准是通过校测设备建立天平测量信号与所受气动载荷的映射关系。由于多分量风洞天平的各个分量间存在相互干扰,并且通常二次干扰和组合干扰会出现非线性特性,采用线性拟合方法会产生一定的误差,使得风洞天平静态校准性能因受到数据处理方法(线性拟合)的局限而较难进一步提高。因此,为了进一步提升应变天平静态校准的性能,本文探索深度学习方法在风洞天平静态校准中的应用。利用中国科学院力学研究所风洞天平校准系统AiBCS,对六分量应变天平开展基于卷积神经网络的静态校准研究,采用深度学习训练模型代替传统风洞天平校准公式并获取更高性能指标。同时,对人工智能建模方法在天平静态校准中的适用条件、有效性及可靠性等方面进行了讨论和评估分析。数据结果显示:相较于传统的基于最小二乘多项式的拟合方法,卷积神经网络天平校准方法有效降低了天平各个分量间的载荷干扰,使校准结果的精准度得到了较大幅度的提升。 展开更多
关键词 气动测量 风洞 应变天平 静态校准 深度学习 卷积神经网络
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杆式应变天平的优化设计 被引量：1
3
作者 解亚君 宋笔锋 +1 位作者 郭琦 郗忠祥 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第12期18-20,共3页
采用序列二次规划法,对一台实际的杆式六分量应变天平元件进行优化设计。在天平总体尺寸和输出应变基本相同的情况下,截面惯性矩提高4%～13%,提高了天平强度和刚度。
关键词 杆式应变天平 天平元件优化 序列二次规划法 截面惯性矩
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基于减小轴向力测量干扰的高精度测力天平研制 被引量：4
4
作者 闫万方 蒋坤 张江 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期61-67,共7页
针对目前风洞试验技术的发展对风洞天平测量精度的更高需求,研制一台六分量杆式高精度轴向力测量天平,应用新型轴向力测量元件结构形式,并采用有限元方法对其进行了优化和改进。轴向力结构设计采用将测量元件置于天平轴线上的"设... 针对目前风洞试验技术的发展对风洞天平测量精度的更高需求,研制一台六分量杆式高精度轴向力测量天平,应用新型轴向力测量元件结构形式,并采用有限元方法对其进行了优化和改进。轴向力结构设计采用将测量元件置于天平轴线上的"设计中心位置"的方式,并通过在测量梁上设置铰链以及轴向力测量梁的非对称设计,最终使各气动载荷分量对轴向力的干扰应变输出近乎为零,彻底解决了杆式应变天平轴向力的测量干扰问题。同时,该设计还改善了天平各分量载荷作用在轴向力测量梁上交错复杂的应力分布状态,提高了天平的长期稳定性。天平校准和标模试验结果表明,该天平轴向分量具有较高的测量精、准度,可满足现代风洞试验的高精度轴向力测量需求。 展开更多
关键词 风洞试验 杆式应变天平 高精度轴向力 测量干扰 天平校准
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应变计组的因果关系模型有效性判断算法研究 被引量：4
5
作者 朱赵辉 包腾飞 +1 位作者 汪亚超 顾冲时 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期100-104,共5页
根据第一应变不变量原理,分析了应变计组观测值的应变平衡原理,对部分损坏的应变计组的应变换算进行了探讨,并通过对应变计组不同状态的应力计算进行了验证,研究并总结了判定应变计组有效性的方法,编制了基于因果关系模型的应变计组有... 根据第一应变不变量原理,分析了应变计组观测值的应变平衡原理,对部分损坏的应变计组的应变换算进行了探讨,并通过对应变计组不同状态的应力计算进行了验证,研究并总结了判定应变计组有效性的方法,编制了基于因果关系模型的应变计组有效性判断、应变换算和应力计算集一体的程序。 展开更多
关键词 大坝 安全监测 应变计组 应变平衡 因果关系
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高超声速风洞舵面测力双天平技术及应用 被引量：4
6
作者 陈河梧 刘展 熊琳 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期76-78,共3页
介绍了舵面的双天平测力技术,以及它在0.5m高超声速风洞铰链力矩试验中的应用。天平为轮毂结构形式,竖置在一种十字型尾翼布局的体-尾组合体的后端。在一次吹风中可同时测量左右两片水平全动舵的气动特性,给出Ma=6舵面法向力、铰链力... 介绍了舵面的双天平测力技术,以及它在0.5m高超声速风洞铰链力矩试验中的应用。天平为轮毂结构形式,竖置在一种十字型尾翼布局的体-尾组合体的后端。在一次吹风中可同时测量左右两片水平全动舵的气动特性,给出Ma=6舵面法向力、铰链力矩、弦向压力中心等系数随迎角的变化特性,定量描述大迎角大舵偏角条件下,舵面气动特性的非线性效应,以及由此引起控制力增量的变化趋势。 展开更多
关键词 铰链力矩 应变天平 控制面 高超声速试验
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ANSYS在风洞天平设计中的应用 被引量：3
7
作者 郑芳 武家 《流体力学实验与测量》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期80-83,共4页
用传统的材料力学方法设计应变天平时要作较大的简化。笔者应用有限元分析软件ANSYS对风洞天平进行结构计算,得到天平在各种载荷作用下的应变场和位移分布,从而计算得到天平各测量元件的应变值和刚度,最后将ANSYS计算的各载荷作用下的... 用传统的材料力学方法设计应变天平时要作较大的简化。笔者应用有限元分析软件ANSYS对风洞天平进行结构计算,得到天平在各种载荷作用下的应变场和位移分布,从而计算得到天平各测量元件的应变值和刚度,最后将ANSYS计算的各载荷作用下的应变值与材料力学计算值作了比较。 展开更多
关键词 ANSYS 有限元分析软件 风洞天平 应变天平 设计 材料力学
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动态实验微量滚转力矩天平测试技术研究 被引量：2
8
作者 于卫青 方养田 +2 位作者 袁先士 陶福兴 高超 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期130-132,136,共4页
文中针对战术导弹模型动态气动特性风洞实验对微量滚转力矩测量提出的特殊要求,开展了动态气动特性风洞实验微量滚转力矩测量技术研究,成功地研制了一台五分量高灵敏度高精度微量滚转力矩动导天平,并完成了动导天平的静态校准、风洞实... 文中针对战术导弹模型动态气动特性风洞实验对微量滚转力矩测量提出的特殊要求,开展了动态气动特性风洞实验微量滚转力矩测量技术研究,成功地研制了一台五分量高灵敏度高精度微量滚转力矩动导天平,并完成了动导天平的静态校准、风洞实验和性能评估。实验结果表明,天平设计灵敏度合理,抗干扰能力强,实验精度高,满足战术导弹模型动态气动特性风洞实验微量滚转力矩测量要求。 展开更多
关键词 应变天平 动态导数 风洞试验 天平校准
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风洞试验微量滚转力矩测量试验技术 被引量：2
9
作者 刘高计 于卫青 王晨 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期104-108,共5页
针对旋转弹箭兵器风洞测力试验微量滚转力矩测量精度低的问题,提出了内外分立式测量元件新型结构型式,开展了应变天平结构优化设计和灵敏度有限元设计,成功地研制了一套新型风洞测力试验微量滚转力矩测量应变天平。静态校准精度满足风... 针对旋转弹箭兵器风洞测力试验微量滚转力矩测量精度低的问题,提出了内外分立式测量元件新型结构型式,开展了应变天平结构优化设计和灵敏度有限元设计,成功地研制了一套新型风洞测力试验微量滚转力矩测量应变天平。静态校准精度满足风洞试验应变天平GJB2244A—2011标准,滚转力矩分量动态校准精度达到弹箭兵器标模风洞测力试验精度规范先进指标,提高了旋转弹箭兵器风洞测力试验精度。 展开更多
关键词 气动力设计 应变天平 风洞试验 旋转弹箭
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盒式应变天平系统理论模型研究 被引量：2
10
作者 李宝 曹佳琪 袁卫锋 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第4期48-51,共4页
有限元方法在进行盒式应变天平的动态分析时,网格要求高,计算量大,对计算机的计算能力有一定要求。若在天平的设计过程中出现改变模型的情况,或者在风洞试验中出现应变天平测力不准确的问题,都会相应的改变应变天平的有限元模型,从而造... 有限元方法在进行盒式应变天平的动态分析时,网格要求高,计算量大,对计算机的计算能力有一定要求。若在天平的设计过程中出现改变模型的情况,或者在风洞试验中出现应变天平测力不准确的问题,都会相应的改变应变天平的有限元模型,从而造成工作过程的反复重复。针对此问题,提出并建立了与盒式应变天平系统等效的质量-弹簧-阻尼系统理论模型,建立了该理论模型的动力学微分方程。在ANSYS有限元分析的基础上,通过将二维有限元模型在三种不同的载荷加载情况下的分析数据与理论模型的计算数据进行比较,验证了该理论模型的正确性与合理性。该质量-弹簧-阻尼系统在风洞试验中具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 盒式应变天平 ANSYS 理论模型 有限元分析
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风洞实验应变天平元件优化设计 被引量：1
11
作者 刘高计 《气动实验与测量控制》 CSCD 1992年第3期53-59,共7页
应用最优化理论对风洞实验应变天平元件结构尺寸优化设计的基本思想作了论述,提出了天平元件多变量优化设计新方法。该设计方法能够保证天平元件的灵敏度与刚度的匹配取得理想值,同时,克服了传统设计方法计算量大的缺点。对于初次从事... 应用最优化理论对风洞实验应变天平元件结构尺寸优化设计的基本思想作了论述,提出了天平元件多变量优化设计新方法。该设计方法能够保证天平元件的灵敏度与刚度的匹配取得理想值,同时,克服了传统设计方法计算量大的缺点。对于初次从事天平元件设计的人员来说,只要对天平的工作原理和元件变形形式有所掌握,运用该设计方法即可用较快的速度获得最佳结构尺寸。一个实用的天平元件优化设计算法及实例对人们将有所带助。 展开更多
关键词 应变式天平 力传感器 风洞试验
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用于导弹风洞试验统校天平的研制
12
作者 于卫青 孙毓凯 +1 位作者 刘高计 袁先士 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期120-122,共3页
为了检验和考核新的六自由度体轴系校准系统的测试精度,研制了一台高精度的六分量应变天平。文中主要介绍了天平的结构型式、设计应变、静动态校准等。该天平在国内4个单位不同轴系的校准设备上进行了校准,校准精准度结果优于GJB 2244-9... 为了检验和考核新的六自由度体轴系校准系统的测试精度,研制了一台高精度的六分量应变天平。文中主要介绍了天平的结构型式、设计应变、静动态校准等。该天平在国内4个单位不同轴系的校准设备上进行了校准,校准精准度结果优于GJB 2244-94规定的指标要求,同时进行了动态性能考核试验。试验结果表明,该天平性能优良,能够满足天平校准系统精度测试要求。 展开更多
关键词 应变天平 天平静态校准 动态性能考核 精度测试
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风洞天平全自动校准系统的研制
13
作者 张平 赵长辉 刘博宇 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第2期47-50,共4页
针对当前天平校准系统单级砝码加载细分不足及效率较低的现实问题,研制了一套全自动天平校准系统。首先,设计了一种全新的三级砝码自动加载装置,该装置采用三套相互独立的传动机构,由电机拖动、直线滑轨导向,可保证随时实现载荷按阶梯... 针对当前天平校准系统单级砝码加载细分不足及效率较低的现实问题,研制了一套全自动天平校准系统。首先,设计了一种全新的三级砝码自动加载装置,该装置采用三套相互独立的传动机构,由电机拖动、直线滑轨导向,可保证随时实现载荷按阶梯自动加载。其次,确定了六自由度串联复位方式,采用铰链连接形式,以形成连杆机构将伺服电动缸传动的直线运动转换为旋转运动。测试结果表明:系统各项性能指标达到了设计要求,机构性能可靠。 展开更多
关键词 风洞 应变天平 天平校准 自动校准系统
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曲回交错式微量天平研制
14
作者 周继红 《流体力学实验与测量》 CSCD 1997年第4期62-65,共4页
介绍了一种用于飞机进气道阻力测量的特种天平，综述了该天平在研制中遇到的难点，采取的解决措施和研制的结果。
关键词 应变天平 天平 阻力测量 微量天平 飞机进气道
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一种高灵敏度滚转力矩天平元件的综合设计法
15
作者 刘高计 《气动实验与测量控制》 CSCD 1993年第1期61-68,共8页
本文针对半自由飞动导数实验对天平元件提出的升力、侧向力、俯仰力矩和偏航力矩大,而滚转力矩要很小,并要有较高灵敏度的特殊要求,应用目前出现的一些新的设计思想和设计方法,提出了一种高灵敏度天平元件综合设计新方法。该方法能够全... 本文针对半自由飞动导数实验对天平元件提出的升力、侧向力、俯仰力矩和偏航力矩大,而滚转力矩要很小,并要有较高灵敏度的特殊要求,应用目前出现的一些新的设计思想和设计方法,提出了一种高灵敏度天平元件综合设计新方法。该方法能够全面地分析和综合各因素对天平性能的影响,有效地提高天平元件设计质量并缩短设计周期,还能够有针对性地提高单向设计指标,以满足特殊实验要求。文中同时给出了矩形截面扭转系数拟合算法和滚转力矩天平元件优化设计算法。 展开更多
关键词 应变式天平 力矩测量 数值计算
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局部等应变梁天平元件的设计计算
16
作者 刘高计 《气动实验与测量控制》 CSCD 1992年第4期75-81,共7页
在天平元件设计中,天平输出灵敏度与刚度的合理匹配是要解决的主要问题之一。对于某种结构型式的天平元件来说,元件结构尺寸是影响天平灵敏度与刚度的主要因素。天平元件结构尺寸参数较多,对天平性能的影响程度各有轻重。因此,采用传统... 在天平元件设计中,天平输出灵敏度与刚度的合理匹配是要解决的主要问题之一。对于某种结构型式的天平元件来说,元件结构尺寸是影响天平灵敏度与刚度的主要因素。天平元件结构尺寸参数较多,对天平性能的影响程度各有轻重。因此,采用传统的设计方法难以全面地分析和综合各尺寸参数对天平性能的相互影响,更难满足不同的性能指标要求。本文在天平元件传统设计方法的基础上,应用正交计算设计法最优化理论提出了局部等应变梁天平元件优化设计新方法。提高了天平元件应变变形比,改善了天平元件测量梁的应变分布,保证应变片各处感受到相同的应变,充分发挥了应变片的感应能力。 展开更多
关键词 风洞试验 应变式天平 设计
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杆式六分量应变天平的优化设计 被引量：4
17
作者 解亚君 郗忠祥 宋笔锋 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期826-827,共2页
采用序列二次规划法 ,对一台现有的杆式六分量应变天平元件进行优化设计。在天平总体尺寸和输出应变基本相同的情况下 ,截面惯性矩提高 4～ 13 ,增加了天平的刚度和强度 。
关键词 序列二次规划法 优化设计 应变天平
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六分量盒式应变天平的有限元分析 被引量：5
18
作者 杨中艳 解亚军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期201-204,共4页
应用ABAQUS软件对NF-3风洞中现有一台盒式应变天平的整体结构进行了有限元分析,提出改进其弹性连杆的设计方案,并对两种方案作了有限元计算比较。结果表明:改进后的结构提高了天平整体刚度,降低了各载荷之间的干扰,尤其是其它载荷对轴... 应用ABAQUS软件对NF-3风洞中现有一台盒式应变天平的整体结构进行了有限元分析,提出改进其弹性连杆的设计方案,并对两种方案作了有限元计算比较。结果表明:改进后的结构提高了天平整体刚度,降低了各载荷之间的干扰,尤其是其它载荷对轴向力的干扰。同时利用子模型技术,对天平的受力严重部位进行精确化分析,校核了天平强度。提高了天平设计效率和成功率,具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 有限元分析 ABAQUS 盒式应变天平 强度校核
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盒式应变天平优化设计与有限元分析 被引量：4
19
作者 解亚军 叶正寅 杨中艳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第12期1973-1976,共4页
分别运用正交优化算法和遗传算法,对NF-3低速风洞一台现有盒式应变天平测量元件进行单目标和多目标优化设计。在材料力学和ABAQUS有限元分析的基础上,通过对其优化前后受力情况的比较分析,优化后的天平在输出应变满足工程需要条件下,轴... 分别运用正交优化算法和遗传算法,对NF-3低速风洞一台现有盒式应变天平测量元件进行单目标和多目标优化设计。在材料力学和ABAQUS有限元分析的基础上,通过对其优化前后受力情况的比较分析,优化后的天平在输出应变满足工程需要条件下,轴向刚度提高30%～50%,遗传算法比正交优化的计算机用时减少大约40倍,从而得到了多目标遗传算法计算耗时少,天平的输出应变和刚度匹配合理,更适用于盒式应变天平优化设计的结论。 展开更多
关键词 盒式应变天平 正交优化算法 遗传优化算法 有限元分析
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脉冲型天平高精度全自动校准系统 被引量：2
20
作者 汪运鹏 李小刚 姜宗林 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2020年第6期72-82,共11页
中国科学院力学研究所于2012年建成JF-12复现飞行条件激波风洞并投入使用.为满足该大型风洞气动力试验中风洞脉冲型天平的高精确度校准需求,根据应用于激波风洞的脉冲型天平的载荷量程特点,研制了一套大载荷脉冲型天平高精度全自动校准... 中国科学院力学研究所于2012年建成JF-12复现飞行条件激波风洞并投入使用.为满足该大型风洞气动力试验中风洞脉冲型天平的高精确度校准需求,根据应用于激波风洞的脉冲型天平的载荷量程特点,研制了一套大载荷脉冲型天平高精度全自动校准系统(AiBCS).本文详细阐述了该天平校准系统的研制方案、设计思路与构想,以及所涉及的关键技术.建成后的天平校准系统,可满足最大法向力±15 kN量程范围的脉冲型天平的高精确度“一键式”全自动校准.本文对同一台天平在不同校准设备的静态校测数据结果也进行了对比分析,AiBCS的校准指标优异.校准后的脉冲型天平可应用在短试验时间激波风洞中开展高精度气动力测量试验,由此AiBCS的研制完成可为脉冲型风洞高焓流动条件下气动力测量技术的发展提供坚实设备基础和技术支撑. 展开更多
关键词 激波风洞 脉冲型天平 校准系统 全自动校准
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