风洞应变天平（Wind Tunnel Strain-gauge Balance）是风洞测力试验中必不可少的重要检测装置,它可以对飞行器的飞行角度、流线型外形设计参数、气流对飞行控制的影响程度等进行精确采集,为飞行器的外观设计提供了关键数据资料。在进行风洞试验前,所用到的应变天平同其他力传感器一样都要进行标定实验,以保证所研应变天平的测量性能。一般对风洞应变天平的标定工作都是由特制的天平校准系统来完成的,该系统是一套涉及机械、电子和自动控制等专业的复杂机电系统,系统的校准精度将直接影响天平的测量性能,进而影响到该天平在风洞测力实验中被测飞行器模型气动载荷的的测量精准度。目前,国内外常见的是低于70KN的中小量程校准装置,随着中国空气动力学事业的不断发展,对大量程甚至超大量程应变天平和与之相配套的校准系统的需求日益增强。因此,本文基于这一实际应用需求,展开了超大载荷风洞应变天平校准系统之加载子系统的研究,主要内容如下:（1）根据新型校准加载系统的设计要求和性能指标,研究了六分量天平校准加载系统研制过程中几个关键技术问题,确定了施力机构、施力点布置和位姿测量的技术实施方案,最终完成校准加载系统总体的三维结构设计。（2）基于杠杆和斜楔增力原理,以Solidworks和MATLAB为工具,设计了两种新型单分支加载机构,并对加载机构中的伺服电动缸和关键传力元件进行计算选型;借助ANSYS Workbench仿真优化工具对加载头进行了结构优化设计;给出加载头空间位置测量方案,并对测量的可行性进行说明。（3）以系统关键支撑结构为研究对象。利用有限元分析软件对支撑架体桥架进行静力学分析,根据分析结果,通过选择钢梁合理截面、改变载荷类型和增加支座三个方面,对桥架整体刚度进行了提高,然后采用相关结构优化设计理论对桥架进行减重优化。最后对支撑架体立柱进行模态分析,根据立柱前八阶固有频率和振型,得到危险共振周期。（4）分析系统误差组成,针对固有载荷误差和系统终态误差提出相应的补偿方法。根据测量不确定度理论,建立以阻力Fx为代表的力学模型,并对该力学模型的各输入量进行逐一不确定度评估,最终得出系统各元载荷不确定度结果。