[1]罗 宇,徐志祥,金 峰,等.一种具备扭矩滑模控制加载的风洞天平校准系统设计研究[J].机械与电子,2026,44(05):30-34.
　LUO Yu,XU Zhixiang,JIN Feng,et al.Research on the Design of a Wind Tunnel Balance Calibration System with Torque Sliding Mode Control Loading[J].Machinery & Electronics,2026,44(05):30-34.
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一种具备扭矩滑模控制加载的风洞天平校准系统设计研究()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年05期
页码:
30-34
栏目:
研究与设计
出版日期:
2026-05-27

文章信息/Info

Title:
Research on the Design of a Wind Tunnel Balance Calibration System with Torque Sliding Mode Control Loading
文章编号:
1001-2257 ( 2026 ) 05-0030-05
作者:
罗 宇 1 ; 徐志祥1 ; 金 峰 2 ; 董峻辰 1 ; 魏向前 1 ; 白鑫博 1 ; 李福东 2
1. 大连理工大学机械工程学院,辽宁 大连 116024 ;?
2. 中国航空工业空气动力研究院,黑龙江 哈尔滨 150001
Author(s):
LUO Yu1 ;  XU Zhixiang1 ;  JIN Feng2 ;  DONG Junchen1 ;  WEI Xiangqian1 ;  BAI Xinbo1 ;  LI Fudong2
( 1.School of Mechanical Engineering , Dalian University of Technology , Dalian 116024 , China ;
2.Aerodynamics Research Institute , AVIC , Harbin 150001 , China )
关键词:
风洞天平; 校准装置; 有限元分析; 制动扭矩控制
Keywords:
wind tunnel balance ;  calibration device ;  finite element analysis ( FEA );  braking torque control
分类号:
V211.74
文献标志码:
A
摘要:
针对六分量风洞天平在给定工况下的校准需求,提出了一种具备扭矩滑模控制加载的新型校准装置。该装置通过旋转驱动、重力补偿、扭矩加载和复合加载 4 大功能模块,实现了六分量载荷的独立/组合施加与 传 递。利 用 ANSYS 平 台 进 行 了 有 限 元 仿 真 验 证:在 极 限 载 荷 下,整 机 最 大 等 效 应 力 为86.405 MPa ,远低于材料屈服强度;天平安装轴段变形为 12 μm ,满足高精度测力要求;前六阶固有频率为155.04~589.25 Hz ,有效避开了工作转速范围内的激振频率。该研究为风洞天平提供了可靠的校准解决方案。
Abstract:
To meet the rigorous calibration requirements for six component wind tunnel balances under given working conditions , a novel calibration device with torque loading regulated by sliding mode control ( SMC ) is proposed in this paper.The system integrates four specialized functional modules rotary drive , gravity compensation , torque loading , and composite loading to achieve the independent and coupled application of six-component loads.Finite element analysis ( FEA ) performed via the ANSYS platform validates the structural integrity and precision of the design.Under extreme loading conditions , the maximum equivalent stress of the assembly is 86.405 MPa , which remains well within the yield strength of the material.Furthermore , the deformation at the balance mounting shaft section is restricted to 12 μm , satisfying the stringent requirements for high precision force measurement.Modal analysis indicates that the first six natural frequencies range from 155.04 to 589.25 Hz , effectively isolating the system from the excitation frequencies within the operating speed range.This research provides a robust and reliable calibration solution for the high-fidelity measurement of wind tunnel balances.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2026-03-06
作者简介:罗 宇 ( 2002- ),男,安徽阜阳人,硕士研究生,研究方向为机电自动化控制;徐志祥 ( 1965- ),男,辽宁大连人,硕士,教授,研究方向为机电自动化控制。
更新日期/Last Update: 2026-08-24