假人空投试验六分量天平研究.pdf

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1、第47卷第1期2015年2月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2015．01．024空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics假人空投试验六分量天平研究杨浩1’2姚裕1李冬强(1．中兴通讯南京研究所，南京，210012；2．南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016)V01-47No．1Feb．2015摘要：依据救生伞假人空投试验中六分量应变天平的工作条件与载荷特点，确定了天平的设计载荷并完成了结构设计。针对实际应用中天平各种极限载荷情况，计算了天

2、平各弹性元件的安全系数。对天平应力场进行了有限元分析，获取了天平整体应力分布状况。进一步对传统计算结果进行了验证，为天平结构设计提供了理论依据。关键词：空投试验；六分量天平；安全系数；有限元分析中图分类号：V215．1文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)01一0167一06Six‘ComponentForceBalanceinDummyAirdropTestYZ咒gH口01～，YaoYh2，LiDo咒gqin咒g2(1．NanjingResearchInstituteofZTECorporation，Nanjing，210012，C

3、hina；2．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inaccordancewiththeworkingenvironmentand10adingfeaturesofthebalancedisplayedintheairdroptest，thedesign10adandthebalancestructurearedefined．Safetyfactorofthespringiscal

4、—culatedintheeveryextremeoverloadingconditionspecifictothepracticaluseofthebalance．Stressfieldofthebalanceisdeducedthroughfiniteelementanalysis，andthestressdistributionofthewh01ebalanceisobtained．Theresultsaretestedfurther，whichoffertheoreticsupportforthe“nalstructuredesignofth

5、ebalance．Keywords：airdroptest；six—componentbalance；safetyfactor；finiteelementanalysis航空救生装备不仅要满足现代飞机日益提高的战术性能和防护救生要求，而且还必须符合人体的生理耐限[1]。因此，救生伞类产品的研制，需要进行大量假人空投试验来确定救生系统的制动性能[2’3]。而假人在空投过程中的飞行姿态影响真实的开伞过载，为了准确掌握假人在空投试验中的过载，本文研制一套与空投试验相匹配的动态测力系统，通过对伞绳连接处力与力矩的测量，来了解假人在任意姿态下救生伞的开伞力情况

6、。国内相关机构曾采用长方形截面柱体作为单分量力传感器，测量救生伞张开瞬间产生的拉力[4]，但无法掌握开伞力的全力信息。六分量应变天平作为直接感应和测量作用在模型上力和力矩的高精度测量装置∞‘7]，在试验中的作用显而易见。然而，与常规货运精确空投过程中对姿态要求不同[8。9](即与常规天平不同)，由于假人飞行姿态的不确定性及假人安装空间的限制，该六分量天平可能在严重超载的情况下工作，天平在校准以及实际基金项目：科技支撑计划——工业部分(BE2013010一2)资助项目；国家自然科学基金(51375230)资助项目。收稿日期：2014一07一02；修订日

7、期：2014一08—22通信作者：姚裕，男，副研究员，E—mail：YY503@126．com。168南京航空航天大学学报第47卷工作过程中有断裂的危险。国内在救生系统大迎角大侧滑角天平研制过程中，仅校核了天平在设计载荷情况下的结构强度[1引。本文通过分析假人各种极限姿态下的载荷特点、假人安装空间、伞绳连接位置等，首次将六分量天平应用于假人空投试验，对天平进行了结构设计，并校核其强度。同时结合有限元分析，准确掌握危险截面及弹性元件在各种极限载荷下的应力分布，为天平的研制提供理论依据。1天平载荷情况分析如图1所示，救生伞的两根伞绳通过连接架分别与安装于

8、假人左右肩的天平前锥连接，天平后锥固结于假人背板。根据以往空投试验结果，开伞瞬间最大载荷约为25kN，故单根