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舵面模型兩自由度支撐機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種舵面模型兩自由度支撐機構，包括舵面夾板、彎曲彈簧片、解耦夾板、扭轉彈簧片、支座夾板、底座；所述舵面夾板上端夾持舵面模型，所述彎曲彈簧片由所述舵面夾板和所述解耦夾板夾持，以提供彎曲剛度，所述扭轉彈簧片由所述解耦夾板和所述支座夾板夾持，以提供扭轉剛度，彎曲剛度和扭轉剛度相互解耦，所述支座夾板與所述底座相連。本發明將彎曲支撐剛度和扭轉支撐剛度解耦，可實現其彎扭支撐剛度的單獨設計，且可以方便調節彎曲、扭轉節線位置和方向。
【專利說明】舵面模型兩自由度支撐機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及飛行器風洞試驗領域、航空航天領域，特別涉及一種舵面模型兩自由度支撐機構，可用于研究彎曲、扭轉兩自由度支撐條件下的舵面氣動彈性特性。
【背景技術】
[0002]飛行器設計過程中會面臨諸多氣動彈性問題，這些問題常需要采用滿足結構動力學相似和氣動相似的縮比模型進行風洞試驗來研究。對于舵面氣動彈性問題，模擬其彎曲、扭轉支撐剛度是模型設計的關鍵，其難點主要在于:
[0003]I)由于實際飛行器舵面支撐系統復雜，其縮比模型的彎曲支撐剛度較難用單個特定截面的梁來模擬，故需要將彎曲、扭轉剛度解耦分開設計；2)支撐機構的自重、間隙以及摩擦等因素會影響結構設計頻率，設計時需盡量減少上述因素的影響。
[0004]傳統彎扭支撐的解耦設計方法是采用兩端軸承支撐的圓軸模擬彎曲剛度，一端固定在彎曲圓軸另一端固定在支座的彈簧片模擬扭轉剛度。但這種方法并不能完全將彎扭剛度解耦，扭轉彈簧片仍提供一定彎曲剛度，且圓軸支撐需用兩個軸承，結構較為復雜。
[0005]本發明有效地解決了上述支撐機構的缺點，提供了一種簡便且能解決解耦彎扭剛度設計問題的支撐機構形式。

【發明內容】

[0006]本發明解決克服了現有技術的缺點，設計了一種用于氣動彈性試驗的舵面彎曲、扭轉兩自由度支撐機構，該支撐機構能夠將彎曲、扭轉支撐剛度解耦，同時結構簡單，附加
質量小。
[0007]本發明提供的舵面模型兩自由度支撐機構的包括舵面夾板、彎曲彈簧片、解耦夾板、扭轉彈簧片、支座夾板、底座；所述舵面夾板上端夾持舵面模型，所述彎曲彈簧片提供彎曲剛度，由舵面夾板和解耦夾板夾持，所述扭轉彈簧片提供扭轉剛度，由解耦夾板和支座夾板夾持，彎曲剛度和扭轉剛度相互解耦，支座夾板與底座相連。
[0008]優選所述舵面夾板上端用螺釘或鉚釘夾持舵面模型根部，下端用螺釘或鉚釘夾持彎曲彈簧片的一端，解耦夾板的兩端分別用螺釘或鉚釘夾持彎曲彈簧片的另一端以及扭轉彈簧片的一端，支座夾板用螺釘或鉚釘夾持扭轉彈簧片的一端，并由螺釘固定在底座上。
[0009]優選所述解稱夾板加工成“「”、“I ”或“丁”的形狀。
[0010]優選所述舵面夾板選用鋁合金材料。
[0011]優選所述解耦夾板選用鋁合金材料。
[0012]本發明將彎曲支撐剛度和扭轉支撐剛度解耦，可實現彎扭支撐剛度的單獨設計，且可以方便調節彎曲、扭轉節線位置和方向。本發明與現有技術相比的優點如下:
[0013](I)將彎曲、扭轉支撐剛度高度解耦，且結構簡單緊湊；
[0014](2)支撐機構有效附加質量小。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為舵面模型兩自由度支撐機構示意圖；
[0016]圖2為舵面模型兩自由度支撐機構側視圖；
[0017]圖3為彈簧片尺寸圖。
[0018]圖中1、航面I旲型；2、航面夾板；3、彎曲彈黃片；4、解f禹夾板；5、扭轉彈黃片；6、支座夾板；7、底座。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
[0020]圖1為舵面模型兩自由度支撐機構示意圖，舵面模型兩自由度支撐機構包括:舵面夾板2、彎曲彈簧片3、解耦夾板4、扭轉彈簧片5、支座夾板6和底座7，舵面模型兩自由度支撐機構用來支撐舵面模型I。
[0021]如圖1、圖2所示，舵面夾板2上端靠螺釘或鉚釘夾持舵面模型I的根部，舵面夾板2下端罪螺釘或柳釘夾持彎曲彈黃片3的一端。解稱夾板4的兩端分別罪螺釘或柳釘夾持彎曲彈簧片3的另一端以及扭轉彈簧片5的一端。支座夾板6靠螺釘或鉚釘夾持扭轉彈簧片5的一端，并由螺釘固定在底座7上。彎曲彈簧片3提供彎曲自由度支撐剛度，扭轉彈簧片5提供扭轉自由度支撐剛度。
[0022]在本實施例中，解耦夾板4為“ I.”形。根據需要模擬舵面彎曲、扭轉模態節線位
置需求，解耦夾板可以根據實際加工成“I ”、“丁”等形狀。舵面夾板2、解耦夾板4選用鋁合金材料。
[0023]如圖3，對于厚度為h，寬度為L，長度為b的彈簧片，其提供的支撐彈性系數為:
線彈性系數:
【權利要求】
1.一種舵面模型兩自由度支撐機構，特征在于:包括舵面夾板、彎曲彈簧片、解耦夾板、扭轉彈簧片、支座夾板、底座；所述舵面夾板上端夾持舵面模型，所述彎曲彈簧片由所述舵面夾板和所述解耦夾板夾持，以提供彎曲剛度，所述扭轉彈簧片由所述解耦夾板和所述支座夾板夾持，以提供扭轉剛度，彎曲剛度和扭轉剛度相互解耦，所述支座夾板與所述底座相連。
2.根據權利要求1所述的一種舵面模型兩自由度支撐機構，其特征在于:所述舵面夾板上端用螺釘或鉚釘夾持所述舵面模型根部，下端用螺釘或鉚釘夾持所述彎曲彈簧片的一端，所述解耦夾板的兩端分別用螺釘或鉚釘夾持所述彎曲彈簧片的另一端以及所述扭轉彈簧片的一端，所述支座夾板用螺釘或鉚釘夾持所述扭轉彈簧片的一端，并由螺釘固定在所述底座上。
3.根據權利要求1或2所述的一種舵面模型兩自由度支撐機構，特征在于:所述解耦夾板加工成“「”、“I ”或“丁”的形狀。
4.根據權利要求1或2所述的一種舵面模型兩自由度支撐機構，特征在于:所述舵面夾板選用鋁合金材料。
5.根據權利要求1或2所述的一種舵面模型兩自由度支撐機構，特征在于:所述解耦夾板選用鋁合金材料。
【文檔編號】G01M9/08GK103954427SQ201410174365
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】季辰, 趙玲, 朱劍, 劉子強, 李鋒 申請人:中國航天空氣動力技術研究院