考虑空气阻尼的扭摆法转动惯量测量分析
马卫平
赵赫
宋宇宙
李腾龙
中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司,郑州 450052
摘要：针对利用扭摆法测量具有较大翼面的异形体被测样件的转动惯量时,因空气阻尼导致精度下降的问题,提出了一种基于阻力仿真结果进行补偿的方法.首先,分析了扭摆运动中空气阻尼的作用机制,建立了通过计算空气阻尼力矩进行补偿的测量模型.其次,引入缩减频率表征空气阻尼力矩的非定常特性,采用准定常假设与等效线性化的方法,将非定常的时变空气阻尼力矩等效为黏性阻尼.再次,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件模拟并获取了被测样件运动过程中的阻力系数,推导了基于阻力系数的补偿计算式.最后,设计了验证性试验进行验证.结果表明,在低缩减频率(缩减频率小于0.01)工况条件下,基于准定常假设的等效空气阻尼比计算值与试验分离值的相对误差约为7%,使用所提等效空气阻尼比进行补偿后的转动惯量与理论转动惯量的误差约为0.2%,证明所提方法可有效提升异形体被测样件转动惯量的测量精度.
关键词：转动惯量测量空气阻尼异形体非定常气动力阻力系数
分类号：TH71(仪器、仪表)
论文发表日期：2025-08-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 123-130 )
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