基于压电石英的舵面铰链力矩测量研究

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1、硕士学位论文基于压电石英的舵面铰链力矩测量研究Measurementofcontrolsurfacehingemomentwithpiezoelectricquartz学号：21104023大连理工大学DalianUniversityofTechnology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学位或其他用途使用过的成果。与我一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说明并

2、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：釜基§丘!叁丕整鱼垒鱼重量壹茎暨尘趋邀嗟型羞。=作者签名：—立脚L魄型年』月≠日大连理工大学硕士学位论文摘要航空技术的发展对飞机的安全性、稳定性、机动性及可靠性等性能的要求越来越高，对飞机的设计制造技术及水平提出了新的挑战。飞机的起飞、转向及下降等动作都是通过调节飞机的各种舵面完成的，在调节的过程中，舵面会受到力矩的作用。如果此时舵面的刚度、强度等不满足要求，则舵面就会失效，不能达到飞机安全性的要求，因此，在飞机设计时，要设计足够刚度的舵面，而舵面的设计刚度与铰链力矩的大小有关，所以，舵面铰链力矩是

3、飞机设计的一个重要参数，准确测量舵面铰链力矩对飞机设计是十分重要的。在前人对舵面铰链力矩测量技术及设备的研究基础上，针对舵面铰链力矩风洞天平，深入研究了以压电石英晶体为敏感元件的压电式舵面铰链力矩测量装置，及其标定技术。舵面铰链力矩测量方面，基于压电石英晶体良好的动态特性，设计了以压电石英晶体为敏感元件的压电式舵面铰链力矩测量装置。基于测量装置的受力情况，设计了具有双电极结构的压电石英晶组，分析了基于材料力学的测量原理理论，并运用有限元分析软件模拟仿真分析了压电石英晶组的电荷分布及电场强度。压电式舵面铰链力矩测量装置的结构方面，测量装置的结构，保证了气动载荷的有效

4、传递，并将压电石英晶组集成到测量装置内部，提高了测量装置内部空间的利用率。针对测量装置的关键部件，运用理论分析计算与模拟仿真相结合的方法，对关键部件进行了校核，同时还校核了压电石英晶组的强度。模拟仿真方面，运用有限元分析软件模拟仿真分析了测量装置的模态，分析结果表明满足风洞实验的要求。压电石英晶组的静动态性能方面，设计并搭建了静态及动态标定实验平台，完成了静态及动态标定实验，并得到压电石英晶组的静态、动态标定曲线及相应参数，为后续的测量装置的标定实验做准备。最后，针对舵面铰链力矩测量装置的静态特性，设计了测量装置的静态标定实验，测量装置的静态特性满足要求，为测量装

5、置的动态标定实验及风洞实验打好基础。本文设计研制的压电式舵面铰链力矩测量装置是对应变式舵面铰链力矩风洞天平的改进，可以应用到风洞实验及其他形式的铰链力矩测量中，为后续的铰链力矩测量装置的风洞实验做准备，同时为压电式风洞天平的研制提供了理论支撑和参考。关键词：铰链力矩；压电石英晶组；测量装置；标定实验基于压电石英的舵面铰链力矩测量研究Me籼ememofcontrolsurfacehingemomentwithpiezoelectricquartzAbs订actDevelopmentofaviationtechnologyraisesincreasingdemandf

6、orsecurity，stability，maneuverabilityandreliabilityoftheaircraft，andpresentsnewchallengestOthelevelsofaircraftdesignandmanufacturingtechnology．Thevariousaircraftrudderisadjustedtoaccomplishaircrafttakeoff,veeranddeclineoperation，andintheadjustmentprocess，theruddersurfacewouldbeenapplie

7、dbytorque．Ifthestiffnessandstrengthoftheruddersurfacedonotmeettherequirements，therudderwillfail，andjtcannotachieveaircraftsecurityrequirements．Therefore，inaircraftdesign，itisimportanttodesignrudderwithsufficientrigidity，anddesignstiffnessofrudderhasrelationshipwiththesizeofthehingemom

8、ent,S