一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法与流程

技术特征：
1.一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：步骤1：根据旋转轴天平的应力状态，确定载荷作用时的应力分量和mises应力；步骤2：根据旋转天平的应力分量，测量旋转天平中心的受载，确定载荷点所受的应力状态；步骤3：根据步骤2确定六种基元载荷分别单独作用时，对应的6个应力分量，计算线弹性情况下旋转轴天平上某个指定节点在任意载荷下的mises应力及应力分量；步骤4：根据节点的载荷系数得到实时状态下该点的实时应力值，将实时应力值与应力阈值进行对比，当实时应力值超过应力阈值时，则报警，对旋转轴天平进行载荷预警。2.根据权利要求1所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：所述步骤1具体为：根据叠加原理可知，确定载荷作用时的应力分量和mises应力，应力分量和mises应力通过下式确定：（1）（2）（3）其中，为x方向应力分量，为不同载荷单独作用下的x方向应力分量，为y方向应力分量，为不同载荷单独作用下y方向应力分量，为剪切应力分量，为不同载荷单独作用下剪切应力分量；通过来计算载荷作用时的应力分量和mises应力。3.根据权利要求2所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：所述步骤2具体为：测出天平中心受载通过下式表示：其中，x为天平受轴向力，y为天平受升力，z为天平受侧向力，为x方向受力系数，为y方向受力系数，为z方向受力系数，l为天平受滚转力矩，为滚转方向载荷系数，m为天平受偏航力矩，为偏航方向载荷系数，n'为天平受俯仰力矩，为俯仰方向载荷系数，n
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m为扭矩单位牛米，n为单位牛顿；确定载荷点所受的应力状态，包括6个应力分量，监测应力值及mises应力，通过下
式表示：（4）（5）（6）（7） （8）（9）（10）其中，为受轴向力x方向产生的应力分量，为受升力x方向产生的应力分量，为受侧向力x方向产生的应力分量，为受滚转力矩x方向产生的应力分量，为受偏航力矩x方向产生的应力分量，为受俯仰力矩x方向产生的应力分量，、、、、、分别为受六元载荷下y方向产生的应力分量，、、、、、分别为受六元载荷下z方向产生的应力分量，、、、、、分别为受六元载荷下xy方向的剪切应力分量，、、、、、分别为六元载荷下yz方向的剪切应力分量，、、、、、为分别受六元载荷下xz方向的剪切应力分量，为天平受到的实际应力。4.根据权利要求3所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：所述步骤3具体为:基于应力分量的载荷系数,在6种载荷，，，，，作用下，应力分量及mises应力如式（1）-（10）所示，6种载荷等比例扩大到k倍，即6种载荷为，，，，，；此时的应力分量为:（11）
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（12）
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（13）
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（14）
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（15）
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（16）监测应力值及mises应力通过下式确定：及mises应力通过下式确定：（17）。5.根据权利要求4所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：根据在基元载荷，，，，，作用下的mises应力，就得到等比例加载到k倍后的mises应力值。6.根据权利要求5所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：所述步骤4具体为：旋转轴天平在使用时，通过设计载荷得到各个需要注意位置节点的应力最大值即应力阈值，通过加载基元载荷，根据旋转轴天平的实时输出，根据天平所受的基元载荷，，，，，，通过得到节点的载荷系数，实时状态下该点的实时应力值，将实时应力值与应力阈值进行对比，当实时应力值超过应力阈值时报警，即对旋转轴天平进行载荷预警。7.根据权利要求6所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法，其特征是：当计算x=2000n时某点的应力，只需x=1n时6个应力分量乘以2000即得x=2000n时的六个应力分量；当计算y=200n,l=10n*m时某点mises应力，只需y=1n时六个应力分量乘以200，对应加上l=1n*m时的六个应力分量乘以10的值，就得到最终的应力分量，最后计算得到mises应力值。8.一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测系统，其特征是：所述系统包括：应力确定模块，所述应力确定模块根据旋转轴天平的应力状态，确定载荷作用时的应力分量和mises应力；应力状态确定模块，所述应力状态确定模块根据旋转天平的应力分量，测量旋转天平中心的受载，确定载荷点所受的应力状态；天平应力分量确定模块，所述天平应力分量确定模块确定六种基元载荷分别单独作用
时，对应的6个应力分量，计算线弹性情况下旋转轴天平上某个指定节点在任意载荷下的mises应力及应力分量；预警模块，所述预警模块根据节点的载荷系数得到实时状态下该点的实时应力值，将实时应力值与应力阈值进行对比，当实时应力值超过应力阈值时，则报警，对旋转轴天平进行载荷预警。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法。10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法。

技术总结
本发明是一种旋转轴天平实时动态载荷监控系数的监测方法。本发明涉及旋转轴天平载荷监控技术领域，本发明根据旋转轴天平的应力状态，确定载荷作用时的应力分量和MISES应力；根据旋转天平的应力分量，测量旋转天平中心的受载，确定载荷点所受的应力状态；确定六种基元载荷分别单独作用时，对应的6个应力分量，计算线弹性情况下旋转轴天平上某个指定节点在任意载荷下的MISES应力及应力分量；根据节点的载荷系数得到实时状态下该点的实时应力值，将实时应力值与应力阈值进行对比，当实时应力值超过应力阈值时，则报警，对旋转轴天平进行载荷预警。本发明可实现判断天平实时应力状态，极大减小了旋转轴天平在试验过程中发生事故的机率。的机率。的机率。


技术研发人员：徐越 金锋 李聪 李盛文 徐传宝 魏学敏
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所
技术研发日：2022.09.09
技术公布日：2022/10/11