天平系统动力学地分析及仿真

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同T作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：佩峥日期圳峨彬关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分

2、内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名咿博刷帷名夕毋＼／1日期：厶h／妒．丁．2侈．西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要风洞天平是风洞试验中关键的测力装置，它主要用于测量实验模型表面气动载荷的情况。传统设计分析风洞天平的方法计算存在精度不高的缺陷，并且缺乏对风洞天平动态特性的研究。因此，发展高精度的设计分析风洞天平的方法是关键。本论文以盒式应变天平系统作为研究对象，分析它自身刚度对外界激励响应的影响，并建立系统的理论模型研究其动态响应，给天平设计制

3、造和实验方案制定提供理论指导。具体研究内容如下：1．将支撑装置，盒式应变天平和连接框合为一个系统进行考虑。在有限元软件中建立该系统的简化模型，并以各子系统的刚度为变量参数进行瞬态动力学分析，分析各子系统刚度对外界激励响应的影响。2．以上述结论为依据，建立了盒式应变天平系统的理论模型。在三种载荷条件下，采用matlab的ode45求解结果与数值计算结果进行比较来验证模型方程、数值计算方法和求解结果的正确性。并结合实际工况条件，探讨了理论模型的正确性。3．将系统理论模型作为基础，对其进行动态响应分析。主要分

4、析盒式天平系统中测量元件和支撑装置刚度的改变对质量块位移变化的影响。分析结果表明：它们的刚度越大，结构响应频率越高，且基于响应曲线反推外加动载荷的处理过程越简单。关键词：盒式应变天平有限元理论模型数值计算西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWindtunnelbalanceisakeyforcemeasuringdeviceinthewindtunneltest，whichismainlyusedtomeasuretheaerodynamicloadofexperimentalmode

5、l’Ssurfaces．Thecalculationaccuracyoftraditionaldesignmethodisnothigh．Andthereislackofresearchonthedynamiccharacteristics．Soitisakeytodevelopahigh-precisionmethodofdesigningwindtunnelbalance．Theobjectiveofthisstudyistoestablishatheoreticalmodeltoanalyzeth

6、eresponseofastrainbalancesystemsubjectedtoimpact．Firstly，theentiresystem，whichconsistsofthesuppotdevice，thestrainbalanceandtheconnectionframe，wasanalyzedbyasimplifiedmodelcreatedinANSYS．Basedonthismodel，theinfluenceofthestiffnessofeachsubsystemtothesyste

7、m’Sresponsewasinvestigated．Secondly,theoreticalmodelofthestrainbalancesystemwaspresented，anditscorrectnessWaSprovenbythecomparisonwith2DFEMmodeling．Besides，thetheoreticalmodelwasmodifiedtodealwiththeactualworkingconditionsarisinginwindtunnelexperiments．T

8、hismodelwasalsovalidatedby2Dand3DFEMmodeling．Finally，aseriesofparametricstudwereconductedtoanalyzethednamicalresponseofthestrainbalanceunderimpact，basedonthetheoreticalmodeldevelopedinthisstudy．Thesimulationshowsthatthegre