基于壓電石英的舵面鉸鏈力矩測量研究.pdf

1、航空技術(shù)的發(fā)展對飛機(jī)的安全性、穩(wěn)定性、機(jī)動性及可靠性等性能的要求越來越高，對飛機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)及水平提出了新的挑戰(zhàn)。飛機(jī)的起飛、轉(zhuǎn)向及下降等動作都是通過調(diào)節(jié)飛機(jī)的各種舵面完成的，在調(diào)節(jié)的過程中，舵面會受到力矩的作用。如果此時舵面的剛度、強(qiáng)度等不滿足要求，則舵面就會失效，不能達(dá)到飛機(jī)安全性的要求，因此，在飛機(jī)設(shè)計時，要設(shè)計足夠剛度的舵面，而舵面的設(shè)計剛度與鉸鏈力矩的大小有關(guān)，所以，舵面鉸鏈力矩是飛機(jī)設(shè)計的一個重要參數(shù)，準(zhǔn)確測量舵面鉸鏈力矩

2、對飛機(jī)設(shè)計是十分重要的。
　　在前人對舵面鉸鏈力矩測量技術(shù)及設(shè)備的研究基礎(chǔ)上，針對舵面鉸鏈力矩風(fēng)洞天平，深入研究了以壓電石英晶體為敏感元件的壓電式舵面鉸鏈力矩測量裝置，及其標(biāo)定技術(shù)。
　　舵面鉸鏈力矩測量方面，基于壓電石英晶體良好的動態(tài)特性，設(shè)計了以壓電石英晶體為敏感元件的壓電式舵面鉸鏈力矩測量裝置?；跍y量裝置的受力情況，設(shè)計了具有雙電極結(jié)構(gòu)的壓電石英晶組，分析了基于材料力學(xué)的測量原理理論，并運用有限元分析軟件模擬仿真分析

3、了壓電石英晶組的電荷分布及電場強(qiáng)度。壓電式舵面鉸鏈力矩測量裝置的結(jié)構(gòu)方面，測量裝置的結(jié)構(gòu)，保證了氣動載荷的有效傳遞，并將壓電石英晶組集成到測量裝置內(nèi)部，提高了測量裝置內(nèi)部空間的利用率。針對測量裝置的關(guān)鍵部件，運用理論分析計算與模擬仿真相結(jié)合的方法，對關(guān)鍵部件進(jìn)行了校核，同時還校核了壓電石英晶組的強(qiáng)度。模擬仿真方面，運用有限元分析軟件模擬仿真分析了測量裝置的模態(tài)，分析結(jié)果表明滿足風(fēng)洞實驗的要求。壓電石英晶組的靜動態(tài)性能方面，設(shè)計并搭建了靜

4、態(tài)及動態(tài)標(biāo)定實驗平臺，完成了靜態(tài)及動態(tài)標(biāo)定實驗，并得到壓電石英晶組的靜態(tài)、動態(tài)標(biāo)定曲線及相應(yīng)參數(shù)，為后續(xù)的測量裝置的標(biāo)定實驗做準(zhǔn)備。最后，針對舵面鉸鏈力矩測量裝置的靜態(tài)特性，設(shè)計了測量裝置的靜態(tài)標(biāo)定實驗，測量裝置的靜態(tài)特性滿足要求，為測量裝置的動態(tài)標(biāo)定實驗及風(fēng)洞實驗打好基礎(chǔ)。
　　本文設(shè)計研制的壓電式舵面鉸鏈力矩測量裝置是對應(yīng)變式舵面鉸鏈力矩風(fēng)洞天平的改進(jìn)，可以應(yīng)用到風(fēng)洞實驗及其他形式的鉸鏈力矩測量中，為后續(xù)的鉸鏈力矩測量裝置的風(fēng)