摘要：针对被测模型质心测量精度高、变化范围小的动态测试需求,以四点支撑式压电测力仪为基础开展了测量方法研究。分析对比单一状态测量质心法与两状态测量质心方法,以测量精度为目标对两状态测三维质心法进行研究与改进,最终确定图解法三维测量质心。通过仿真分析进行了方法可行性验证,设计两状态质心测量结构,采用放置小砝码进行质心测量实验。实验结果表明:改进后的测量方法满足三维质心的测量精度需求。

摘要：介绍了测力仪的原理以及自动校准技术的研究现状及应用情况,并结合实际工程进行了测力仪的自动校准系统设计与实现。通过对系统的设计与实现过程的分析,总结了所做的工作内容,并展望未来工作的方向,主要目的是为测力仪提供一种新的校准方式,使其能达到更高的精度,将所设计的自动校准系统与原有的测力仪相结合,完成了整个系统的调试。

摘要：通过分析应变式测力仪传统理论模型,设计了一种用于微小孔钻削测力仪的灵敏元件等效模型。利用有限元分析工具对测力仪灵敏元件进行了动力学和静力学分析,对测力仪的结构尺寸进行了优化设计,使测力仪的固有频率和灵敏度达到较为理想的状态。在此基础上研制了一套高灵敏度应变式微小孔钻削测力系统,通过试验验证,取得了比较理想的微小孔钻削过程力信号曲线,测力仪的测力范围、灵敏度、固有频率都达到了设计要求,可以满足实际工程应用和测试研究的需要。

摘要：为解决目前应变式切削测力仪设计中普遍存在的刚度和灵敏度之间的矛盾,本文在对已有应变式切削测力仪特性进行分析的基础上,提出了切削测力仪的杠杆—附加弹性元件设计方法的原理,并讨论了应用该方法设计时有关的若干问题和该方法在解决切削测力仪刚度与灵敏度之间矛盾方面所可能的贡献。理论分析的结果表明,该方法能有效地解决测力仪的刚度和灵敏度的矛盾,为大幅度提高切削测力仪的综合精度指标开创了新的途径。最后,介绍了笔者采用杠杆附加弹性元件方法研制的新型切削测力仪。实测结果表明,该测力仪同时具有高刚度和高灵敏度,其刚度与灵敏度乘积指标较现有同类测力仪提高了近一个数量级。

摘要：磨削力是选择砂轮电机和对磨削参数进行优化的重要依据,针对立式玻璃磨边机V形砂轮组件的结构特点,研究设计了一种以阶梯轴套为弹性元件并在砂轮轴端安装推力球轴承的应变式磨削测力仪,采用多点接触导电滑环传递磨削力信号,并对测力仪进行标定、模拟测试实验及实际磨削测试实验。结果表明:经轴套传递的切向磨削力和径向磨削力分别高达97%和70%,并且具有良好的线性度;而未加推力球轴承时的切向力和径向力传递率仅为75%和52%。研究结果为立式玻璃磨边机加工过程磨削力的测试与研究奠定了基础。

摘要：压电晶体双向动态钻削测力仪是钻削及其它孔加工机理研究以及实现钻削加工过程自动监控必不可少的手段,亦可在其它各个方向用来测量轴向力及扭力矩。本文对传感器及测力仪的结构设计、计算给以全面论述,为使测力仪获得高性能,结构上采用优化后的弹性薄壁螺纹筒夹进行予载。得到高刚性、高灵敏度,则是在这一领域中的一个创新。

摘要：通过分析压电式车削测力仪的基本结构及其数学模型和频率特性,设计了一种外型近似一把车刀的车削测力仪,利用有限元法对测力仪进行了静力学分析,优化了测力仪的结构尺寸,使测力仪的固有频率和灵敏度达到较为理想的状态,在此基础上,组建了压电测力系统,进行动/静态标定,取得了比较理想的结果,满足实际工程应用和测试研究的要求。

摘要：为了能够进行基于Kislter9272测力仪的切削力测量,设计了一种用于连接K11-130三爪卡盘和Kislter9272测力仪的法兰。首先利用三维建模软件对三爪卡盘和Kistler9272测力仪分别建模;然后设计了连接法兰的结构,并进行了虚拟装配;最后进行了验证性实验,验证了该连接法兰的有效性和准确性。

摘要：测力仪的弹性体结构为应变式测力仪的基体结构,影响整个测力仪的测量精度.为了对高速微切削测力仪弹性体结构优化,采用多目标拓扑优化方法,在保证刚度和特定体积分数情况下,以固有频率最大和弹性体特定位置应力集中为主要目标函数.最后通过Hyper Works软件的Optistruct模块实现了弹性体初始模型的拓扑优化.优化结果表明:利用多目标函数拓扑优化方法进行测力仪弹性体结构优化设计合理可行,可以为同类测力仪结构设计提供必要参考.

摘要：在航空航天、高端装备制造领域,常伴随着大力值比载荷的产生,为监测其工作状态,需要对大力值比载荷大小、方向进行准确测量。该文以压电式力测试系统为研究对象,提出一种用于测力仪标定的旋转模拟加载方法。首先,基于力分解原理,结合标定装置的实际轴线与理论轴线的偏差原理,得到模拟加载过程中侧向合力随加载方位角变化的几何分布规律。针对侧向力理论波动的特点,提出一种新的模拟加载方法-旋转模拟加载法。最后设计了矢量力模拟加载实验,对测试系统应用非旋转模拟加载方法和旋转加载法进行试验对比。结果表明,应用旋转加载标定法时,测力仪侧向合力输出误差最大降低了18.7%F.S.,验证了旋转模拟加载方法的可行性和合理性。