Система многокритериального проектирования тензорезисторных весоизмерительных датчиков с осесимметричными упругими элементами
Авторы: Гавриленков С.И., Гаврюшин С.С., Годзиковский В.А.
Опубликовано в выпуске: #1(61)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-1-1578
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассмотрен принцип работы тензорезисторных весоизмерительных тензодатчиков (ТД). Сформулирована задача проектирования ТД, содержащая две подзадачи: подбор формы и размеров упругого элемента (УЭ) и определение оптимальной схемы их наклейки на УЭ. Указаны критерии качества, на которые необходимо ориентироваться при проектировании ТД. Разработана программа для проектирования ТД с осесимметричными УЭ, в которой реализован метод исследования пространства параметров и использован функционал CAE системы ANSYS. Работа программы продемонстрирована на примере проектирования ТД для системы взвешивания в движении. Определено пространство управляющих параметров и заданы критериальные ограничения. Для решения задачи разработана расчетная модель ТД в системе ANSYS. В результате вычислительных экспериментов получено множество Парето-оптимальных решений, из которых можно выбрать наиболее предпочтительный вариант.
Литература
[1] Гаврюшина Н.Т., Непочатов А.В., Годзиковский В.А. Расчет мембранного упругого элемента тензорезисторного датчика силы. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2013, № 2, с. 69-74.
[2] МОЗМР60. URL: http://www.fundmetrology.ru/depository/04_IntDoc_all/R%2060.pdf
[3] Hoffmann K. Applying the Wheatstone Bridge Circuit. URL: https://www.hbm.com/en/3193/tips-and-tricks-applying-the-wheatstone-bridge-circuit/ (дата обращения 25.10.2016).
[4] Kreuzer M. Wheatstone Bridge Circuits Show Almost No Nonlinearity and Sensitivity Errors When Used for Single Strain Gage Measurements. URL: https://www.hbm.com/en/3196/tips-and-tricks-wheatstone-bridge-circuits-show-almost-no-nonlinearity-and-sensitivity-errors-when-used-for-single-strain-gage-measurements/ (дата обращения 26.10.2016).
[5] Гаврюшин С.С., Барышникова О.О., Борискин О.Ф. Численный анализ элементов конструкций машин и приборов. 2-е изд. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 479 с.
[6] Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. 2-е изд., перераб. и доп. Москва, Изд-во Дрофа, 2006, 175 с.
[7] Statnikov R.B., Gavrushin S.S., Dang M.H., Statnikov A.R. Multicriteria Design of Composite Pressure Vessels. International Journal of Multicriteria Decision Making, 2014, vol. 4, no. 3, pp. 252-278.
[8] Гаврюшин С.С., Непочатов А.В., Годзиковский В.А. Расчет и оптимизация весоизмерительного датчика автомобильных весов. Известия Московского государственного технического университета МАМИ, 2014, № 4, с. 88-94.
[9] Гаврюшин С.С., Гавриленков С.И. Оптимизация упругого элемента тензодатчика М70. Инженерный вестник, 2015, вып. 10, с. 538-547. URL: http://engsi.ru/file/825307.html?s=1 (дата обращения 25.10.2016).
[10] Robinson G.M. Finite Element Modeling of Load Cell Hysteresis. Measurement, 1997, vol. 20, no. 2, pp. 103-107.