风洞应变天平设计及校准规范 编制说明

1《风洞应变天平设计及校准规范》编制说明（征求意见稿）《风洞应变天平设计及校准规范》的国家标准此前还未发布国家标准制、修订计划时，将其列入了制定计划，经过前期申报和立项评审工月本标准由国家标准化管理委员会正式批复立项。2024年9月TC60后，对内容近似的国军标进行了认真的分析，相继多次召开线下线上编写工作讨论会议，深同时根据标准制定计划，确立了标准编写工作规划和总体目标，在充分调研了行业现状、行业发展方向和国内外相关标准的基础上，起草了《风洞应变天平设计及校准规范》国家标准会暨标准工作组会，将本文件草案提交相关专家进行评审。专家从标准框架和内容等方面提主要起草单位：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所、成都流体动力创新中心、中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所、中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所、中国航天空气动力技术研究院、中国航空工业空气动力研究院、中国科学院力学研究所、中国航天标准化研究所、中主要起草成员：米鹏、史玉杰、彭超、吴军强、黄丹、潘华烨、廖2制定本文件的目的是规定明确且无歧义的条款，以促进技术发展和交流。为此，编制标工作组经过研究，按照规范标准要求，决定《风洞应变天平设计及校准规范》的主体内3本文件规定了风洞应变天平设计、校准要求，描述了对应的证实方法。本文件适用于风洞测力试验应变天平（以下简称天平）设计及校准。其他类型风洞天平参照执行。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1095平键键槽的剖面尺寸GB/T1182产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注GB/T1184形状和位置公差未注公差值GB/T1800.1产品几何量技术规范（GPS）线性尺寸公差ISO代号体系第1部分公差、偏差和配合的基础GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T7665传感器通用术语标准GB11334-2005产品几何量技术规范（GPS）圆锥公差GB/T13992金属粘贴式电阻应变计GB/T33582机械产品结构有限元力学分析通用规则GB/T7665、GB/T13992、GB/T33582界定的术语和定义适用于本文件。本文件还界定了风洞应变天平、天平元件、天平设计中心、天平校准、加载头、天平地轴系校准、天平体轴系校准、单元校准、多元校准、综合加载重复性、综合加载误差等12个术语及定义。4同时以注的形式给出了天平按照外形、测量分量数量和应变计类型的常见分类中，杆式六分量金属粘贴式电阻应变计天平在国内外风洞使用最为广泛、占比最大，因此给外形尺寸是否合适决定了天平能否用于风洞试验。重点需要满足天平与模型、支撑系统天平的强度是确保天平不会断裂失效、模型飞试验运行方式不同，天平承受的载荷差异性很大。故采用规定材料安全系数以明确天平强度材料安全系数应对综合载荷的准确程度、材料性能数据的可靠性、计算的准确性、加工装配精度以及所设计的零部件的重要性等来确定。它将各个对安全系数有影响的因素分别用在载荷确定的前提下，天平主要考虑材料的可靠性(n1)、零件的重要程度(n2)和计算的洞试验模型冲击振动工况和国内天平加工使用的几种主流材料比如00Ni15(18Ni(250))、0Cr17Ni4Cu4天平、支杆和模型之间如果相碰，该状态下的试验数据就是错的。由于试验模型、支撑天平元件应变计粘贴表面粗糙度，主要是保证应变计粘贴质量；天平和支杆、模型有配校准的载荷量程范围是天平设计量程，指标分为A\B\2）对标国外一流风洞机构的天平技术能力在天平上的校准或者检验载荷与用天平测量模型预测的载荷之间的差异。据查询相关资料，6主要适用于技术能力、实际经验不足，或者某些特种测力试验的实际需求。校准指标见表1国家标准天平校准性能指标FyMzFxMxFzMy表2《风洞应变天平规范》（GJB2244A-2011）天平校准性能指标FyMzFxMxFzMy定度定度校准环境除了温湿度要求外，还明确了天平校准时不得有按照量传比要求，明确了校准系统测量不确定度应优于被校准天平各分量要求相对扩展7给出了隐式和显示的天平测量模型表达方式及式中符号说明，天平测量模型一般采用隐ui=ai+Σ=1(b.Fj)+Σ=1Σ=j(ck.Fj.Fk)+Σ=1(d.F)(i=ui——第i分量的电桥输出值，mV；ai——截距项，mV；b——第i分量的主项系数（i=j）和第j分量载荷对第i分量的一阶干扰修正系数（i≠j），mV/N或mV/(N.m)；Fj——对第i分量产生干扰的第j分量载荷，N或N.m；ck——第j、k分量载荷对第i分量的二阶干扰修正系数，mV/(N2或N2.m或N2.Fk——对第i分量产生干扰的第k分量载荷，N或N.m；d——第j分量对第i分量的三阶立方项干扰修正系数，mV/N3(或N3.m3)。隐式方程左边是电桥输出电压增量、方程右边是载荷，准确体现了“天平输出信号与载8根据天平使用频度、国内相关单位现行校准周期以及校准工作量综合考虑，一般不超过气动力研究与发展中心、中国航天空气动力技术研究院、中国航空工业空气动力研究院等单本文件编制天平设计、校准的相关要求及检验方法在国内主要从事天平研制与应用的单位均已得到使用和验证，已成功应用于上千项风洞试验项目的气动力测试。表明本文件相关天平研制与应用单位包括中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所、低速空气动力研究所、超高速空气动力研究所，中国航天空气动力技术研究院，中国航空工业空气动力研究院，中国科学院力学研究所，中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，中航工业能迅速全面规范国内风洞应变天平设计及校准的要求和检验方法，为企业生产指明方向、统一路径，进一步提高天平的测量性能，满足了各类飞行器研制对风洞试验气动力测量精细化92003年9月，美国