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风洞天平动态特性多阶惯性补偿技术研究

艾迪 许晓斌 王雄

艾迪, 许晓斌, 王雄. 风洞天平动态特性多阶惯性补偿技术研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(4): 87-92. doi: 10.11729/syltlx20170161
引用本文: 艾迪, 许晓斌, 王雄. 风洞天平动态特性多阶惯性补偿技术研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(4): 87-92. doi: 10.11729/syltlx20170161
Ai Di, Xu Xiaobin, Wang Xiong. Investigation of wind tunnel balance dynamic characteristics' multi-order inertial compensation[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(4): 87-92. doi: 10.11729/syltlx20170161
Citation: Ai Di, Xu Xiaobin, Wang Xiong. Investigation of wind tunnel balance dynamic characteristics' multi-order inertial compensation[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(4): 87-92. doi: 10.11729/syltlx20170161

风洞天平动态特性多阶惯性补偿技术研究

doi: 10.11729/syltlx20170161
详细信息
    作者简介:

    艾迪(1993-), 男, 四川遂宁人, 硕士研究生。研究方向:实验流体力学。通信地址:四川省绵阳市中国空气动力研究与发展中心(621000)。E-mail:aiditsinghua@163.com

    通讯作者:

    艾迪, E-mail:aiditsinghua@163.com

  • 中图分类号: V211.71

Investigation of wind tunnel balance dynamic characteristics' multi-order inertial compensation

  • 摘要: 在高超声速风洞测力试验过程中,冲击载荷或动态载荷激励测力系统结构振动,天平输出信号中包含了振动干扰量,可通过动态补偿方法进行改善,但现有方法处理方式单一,精度受限。根据测力系统结构特点,将测力系统简化为带集中质量的悬臂梁模型,应用振动理论方法,得到了该系统的自由振动解析结果。在自由振动特性研究中,考察了各个振型对测力的干扰以及各个振型加速度分布规律,提出了天平"多阶惯性补偿方法",并得到了理论补偿系数;进而利用有限元仿真和小波变换后处理方法,对该方法进行了仿真验证。结果表明,相比传统方法,该方法有效提高了天平动态性能。
  • 图  1  风洞测力系统示意图

    Figure  1.  Sketch of wind tunnel force measurement system

    图  2  带端部质量的悬臂梁模型

    Figure  2.  Model of cantilever beam with an end mass

    图  3  测力系统自由振动振型及对应的俯仰力矩分布mi(x)、法向力分布qi(x)和加速度分布ai(x)

    Figure  3.  Force measurement free vibration shape and corresponding distribution of pitching moment mi(x), normal force qi(x)and acceleration ai(x)

    图  4  冲激响应加速度信号

    Figure  4.  Acceleration signal of impulse response

    图  5  天平和加速度信号频谱分析

    Figure  5.  Spectrum of balance and acceleration signal

    图  6  加速度信号小波分解

    Figure  6.  Wavelet decomposition of acceleration signal

    图  7  冲激响应补偿结果

    Figure  7.  Compensation results of impulse response

    表  1  多阶惯性补偿系数

    Table  1.   Multi-order inertial compensation coefficients

    阶数 1 2 3
    KMA(xB, xA) -4. 1265 0. 9131 0. 4414
    KQA(xB, xA) 23. 4512 -3. 9775 -0. 7155
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-21
  • 修回日期:  2018-03-30
  • 刊出日期:  2018-08-25

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    2021年8月13日