2.3 设计分析流程
半模天平与空气桥研制非常复杂。对于半模天平，一方面需要确保其具有足够的灵敏度以满足测量精确度；另一方面为了减小空气桥对测量精确度的影响，需要尽可能提高半模天平的刚度，同时半模天平作为支撑部件，其需要足够的强度。对于空气桥，一方面要确保系统具有足够的强度（承受6MPa高压），同时为了确保流量控制精度达到1g/s，需尽可能提高空气桥的刚度，减小振动；另一方面为了减小空气桥对测量精确度的影响，需尽可能降低空气桥刚度。半模天平与空气桥设计与分析采取先局部后总体、先强度后刚度的原则，将其划分为相对独立的部分，分别进行设计与分析，最后进行总体装配刚度分析与评估。空气桥与天平的设计分析流程如图4所示。
3 分析结果
3.1 半模天平
半模天平灵敏度与强度分析的有限元网格模型如图5所示，去掉了半模天平前后连接锥、测量梁和支撑梁根部的圆角以及天平保护罩和内套等结构，所有的测量梁和支撑梁均采用六面体20节点单元，其它部位采用四面体10节点单元。半模天平灵敏度分析与静态校准结果如表2所示，计算结果与实际静态校准结果一致，天平各元灵敏度分配合理。
表2 半模天平灵敏度结果分析
图5 半模天平网格
图6 半模天平强度分析结果
图7 柔性节强度分析网格
图8 柔性节静强度分析结果
半模天平静强度校核理论采用第四强度理论，材料许用应力为1754 N/mm2，材料安全系数取1.3，计算误差取1.3，安全系数取1.2，故最大许用应力为：
天平强度分析结果如图6所示。最大等效应力为663 N/mm2，位于天平X元、My元和Mz元组合测量梁根部区域，小于864.89 N/mm2，故天平结构具有足够强度和稳定性。
