切向分载压电测力仪研究

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1、犬ｉｔ裡大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工醒ｆｉＳＳ士＃位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾＼＾ｆ切向分载压电测力仪研究机械工程工程领域纪维嘉作者姓名指导教师任宗金副教授２０１５年６月５日答辩日期专业学位硕士学位论文切向分载压电测力仪研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＤｙｎａｍｏｍｅｔｅｒｗｉｔｈＴａｎｇｅｎｔｉａｌＬｏａｄ－ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ作者姓名：纪维磊

2、工程领域：机械工程学号：３１３０４０２３指导教师：任宗金副教授完成日期：２０１５年５月２４日大遠理工太營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请一学位或其他用途使用过的成果。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的

3、说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：々栽作者签名：，ＢＭｉＴＶｌＶ年６月日為大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要、现代科学技术飞速发展，压电测试技术在静动态力测试系统中的应用越来越广泛。近年来一方向的力或力矩超出传感器的量，在某些场合出现了新的测试需求：载荷的某。程，而其他方向的力或力矩在传感器的量程范围内例如在某研究中心高超声飞行器模型气动力实验项目中，两个切向力数值超出了传感器的量程而法向力的数值在传感器的一量程范围内，此时传统的对三

4、个力同时分载的方式已经不适用，寻求种只对切向力进行分载而不对法向力分载的方法就变得非常有意义。本文在前人对大力分载研究的基础上，对切向分载压电测力仪进行了研究，这种测力仪能够实现切向大分载而法向小分载的效果，其研究成果的应用空间非常广阔。在对传统的压电测力仪的结构进行分析后，提出了利用膨胀柱销对测力仪进行分载；对测力仪的关键部件进行了设计，得到了测力仪的整体结构；运用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对测力仪的模态进行了分析，得到前六阶固有频率。借助材料力学对测力仪的切向分载原理进行了研究，推导出切向分载

5、比公式；对测力仪进行了静力结构分析，得出了不同的膨胀柱销组合下测力仪的不同分载比，并对影响切向分载的因素进行了探一讨。，证明了膨胀柱销的几何参数（主要是直径和弹性模量）对切向分载比有定的影响本文对测力伩进行了三向分载试验，结果发现在不同膨胀柱销的布置方案下，测力仪的静态性能良好，不同的膨胀柱销组合得到的分载比不同，同时得出膨胀柱销对切向的分载效果影响远大于其对法向分载效果的影响》对理论和试验得到分载比进行比较，找出误差产生的根源，通过试验证明了该装置设计的合理性。随后对测力仪进行了三向刚度拭验和固有

6、频率的标定试验一，得出不同情况下的刚度值和阶固有频率值，并进行比较分析一。试验结论证明，膨胀柱销的不同组合对测力仪的各向刚度和固有频率有定的影响程度一，并且这影响程度都与其对分载比的影响程度相致。关键词：压电测力仪；气动力；膨胀柱销；切向分载；分载比－－Ｉ切向分载压电测力仪研究ｗ－ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＤｎａｍｏｍｅｔｅｒｉｔｈＴａｎｅｎｔｉａｌＬｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｙｇＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ

7、ｍｏｄｅｍｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈｅｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ，ｐｍｅａｓｕｒｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｉｓｕｓｅｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｉｎｔｈｅｓｔａｔｉｃａｎｄｄｎａｍｉｃｆｏｒｃｅｔｅｓｔｓｓｔｅｍ．Ｉｎｒｅｃｅｎｔｇｇｙｙｙｙｅａｒｓ－ｔｈｅｒｅｈａｖｅｅｅｎｓｏｍｅｎｅｗｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｓｏｍｅｃａｓｅＴｈｅｆｏｒｃｅｉｎｙ，ｂｑ，ｓｏｍｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｎｅｅｄ

8、ｔｏｔｅｓｔｅｘｃｅｅｄｔｈｅｓｅｎｓｏｒｒａｎｅａｎｄｔｈｅｆｏｒｃｅｓｏｒｔｏｒｕｅｓｉｎｔｈｅｈｅｒｇ，ｑｏｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｎｓｏｒａｒｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｅｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒ．Ｆｏｒｅ