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飞机结构载荷测量虚拟电桥应变计算方法
摘要
载荷测量在飞机结构设计与研发过程中起到非常重要的作用。本文介绍了虚拟电桥应变计算方法在飞机结构载荷测量中的应用。首先，介绍了飞机结构载荷测量的基本概念和原理；其次，讨论了传统电桥应变计算存在的问题，进而引出虚拟电桥应变计算方法；最后，探讨了虚拟电桥应变计算方法的优势及其在飞机结构载荷测量中的应用。
关键词：载荷测量、电桥应变计算、虚拟电桥、飞机结构
Abstract
Loadmeasurementplaysaveryimportantroleinthedesignanddevelopmentprocessofaircraftstructures.Thispaperintroducestheapplicationofvirtualbridgestraincalculationmethodinaircraftstructureloadmeasurement.Firstly,thebasicconceptsandprinciplesofaircraftstructureloadmeasurementareintroduced.Secondly,theproblemsoftraditionalbridgestraincalculationarediscussed,andthenthevirtualbridgestraincalculationmethodisintroduced.Finally,theadvantagesofvirtualbridgestraincalculationanditsapplicationinaircraftstructureloadmeasurementareexplored.
Keywords:loadmeasurement,bridgestraincalculation,virtualbridge,aircraftstructure
1.引言
飞机结构载荷测量是飞机结构设计与研发过程中十分重要的一个环节。通过载荷测量可以获得飞机结构在实际使用中的受力情况，为飞机结构设计与优化提供数据支撑。而在飞机结构载荷测量中，应变测量是其中一项关键任务。传统的应变测量方法主要依赖于电桥应变计算技术，但该方法存在诸多局限，在现代飞机结构载荷测量中已经逐渐被虚拟电桥应变计数方法所取代。本文将介绍虚拟电桥应变计算方法在飞机结构载荷测量中的应用。
2.飞机结构载荷测量的基本概念和原理
飞机结构载荷测量意味着对飞机在不同飞行条件（如起飞、飞行、着陆等）下的受力情况进行测量和分析。通过载荷测量，可以获得飞机结构在受力状况下的实际应力、变形、应变等数据，从而进一步推导飞机结构在运用中的受力分布、应力集中情况等关键参数。载荷测量对于飞机的安全性、性能提升及智能化制造等方面具有重要作用。
而在飞机结构载荷测量中，应变测量似乎是其中一项关键任务。应变测量的本质，是对物体在受力的情况下的变形变化进行量化和度量，从而推断出物体受力的情况。而在载荷测量中，应变传感器的应用可以非常有效地对接面、杆件或板件进行应力/应变测量的数据获取，令物体在受力情况下的信息得以实时地记录并提供给航空工程师或飞机设计师进行分析和开发。
3.传统电桥应变计算存在的问题
传统电桥应变计算技术是传感器中最常用的一种测量方法之一。该方法通过电桥传感器来检测受力物体的应变数据，进而推断出物体的受力情况。然而，在实践应用中，传统电桥应变计算存在以下问题：
（1）传统电桥应变计算的成本较高，需要对电桥器件进行反馈调护，为应变传感器的制作带来一定难度；
（2）传统电桥应变计算需要进行移动和校准操作，以便使得电桥器件之间的平衡和响应特性得到保障；
（3）传统电桥应变计算需要考虑电桥温度对测量结果的影响，而温度的影响因素比较多，难以精确地预估和掌控；
（4）对于三维高精度测量来说，传统电桥应变计算的应变传感器会因位移或旋转而产生应变变化，造成测量结果的不准确性或失真性。
4.论虚拟电桥应变计算方法
虚拟电桥应变计算是目前热门的应变测量方法之一，该方法通过需要仪器来实现应变计算测量，较传统的应变计量方法具有更好的性能和优点，如：
（1）虚拟电桥应变计算具有较低的成本，维修和维护方便的优点；
（2）虚拟电桥应变计算方法具有良好的准确度和稳定度，并能够提供精确的数值和图形化结果分析信息；
（3）虚拟电桥应变计算方法可以良好的适应多种应变分布情况，并且对传感器的飞行参数具有灵活性。
虚拟电桥应变计算的具体操作，首先需要进行数据采集，也就是对待检测物体的变形或形变进行实时监测。对于有应变要素的物体，不同位置可能存在不同的应变值，因此需要对传感器受力点进行定位操作。接下来便是数据处理环节，通常采用软件工具进行信号化数字化和虚拟电桥转换计算，此时的测