CN104913899B - 一种风洞用支撑限位装置及具有其的风洞试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风洞用支撑限位装置及具有其的风洞试验系统。所述风洞用支撑限位装置包括：支撑主体，其一端用于与风洞的风洞上壁以可拆卸方式连接，另一端用于与风洞的风洞地板以可拆卸方式连接；以及卡位装置，其设置在支撑主体上，并与颤振模型以可拆卸方式连接，卡位装置与支撑主体的两端或两端中的一端弹性连接；所述卡位装置用于随所述颤振模型在所述风动上壁‑风洞底板方向运动，且在所述卡位装置运动时，受到与所述运动方向相反的弹性力作用，阻碍所述卡位装置运动。采用这种结构，不但可以模拟飞机的沉浮及俯仰模态，而且没有防护钢索的干扰，颤振模型的安装可靠性和试验结果的准确性能得到有效提高。
Description
技术领域
本发明涉及风洞试验技术领域，特别是涉及一种风洞用支撑限位装置及具有其的风洞试验系统，其中，所述风洞用支撑限位装置用于在风洞试验中限制颤振模型的位移。
背景技术
通常情况下，利用风洞试验进行颤振模型的颤振试验时，需要限制颤振模型的位移，只允许颤振模型具有颤振位移。
例如，在飞机颤振试验中，现有技术通常采用采用多点弹性悬吊，辅以钢索防护的方式来限制飞机的位移，这种方法可以模拟飞机的沉浮及俯仰模态，但是使用该方法需要多人配合，操纵便捷性和防护可靠性不高，试验中稍有操纵不当，容易导致模型快速失控，危及模型安全。另外防护钢索的引入在一定程度上也会对试验结果的准确性带来影响。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风洞用支撑限位装置来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种风洞用支撑限位装置。所述风洞用支撑限位装置用于在风洞试验中限制颤振模型的位移，所述风洞用支撑限位装置包括包括：支撑主体，所述支撑主体的一端用于与所述风洞的风洞上壁以可拆卸方式连接，另一端用于与所述风洞的风洞地板以可拆卸方式连接；所述支撑主体穿过所述颤振模型，从而限制所述颤振模型沿所述风洞中的流体流动方向的位移；以及卡位装置，所述卡位装置设置在所述支撑主体上，并与所述颤振模型以可拆卸方式连接，所述卡位装置与所述支撑主体的两端或两端中的一端弹性连接；其中，所述风洞用于为所述颤振模型提供动力，使所述颤振模型具有沿所述风动上壁-风洞底板方向的位移；所述卡位装置用于随所述颤振模型在所述风动上壁-风洞底板方向运动，且在所述卡位装置运动时，受到与所述运动方向相反的弹性力作用，阻碍所述卡位装置运动；
所述卡位装置包括第一卡位板以及第二卡位板，所述第一卡位板与所述第二卡位板连接，所述第一卡位板与所述第二卡位板上分别设置有连接部；所述颤振模型与所述卡位装置连接处设置有耳片，所述连接部与所述耳片螺栓连接；
所述第一卡位板以及所述第二卡位板上分别设置有弹性机构，用于在所述颤振模型在受到所述风洞所给予的动力而具有倾斜时，所述弹性机构通过所述第一卡位板或所述第二卡位板而传递给所述颤振模型一个与所述倾斜方向相反的力。
优选地，所述风洞用支撑限位装置进一步包括：第一限位块以及第二限位块，所述第一限位块设置在所述支撑主体的一端，所述第二限位块设置在所述支撑主体的另一端。
优选地，所述卡位装置与所述第一限位块和/或所述第二限位块弹性连接。
优选地，所述卡位装置与所述第一限位块和/或所述第二限位块通过拉压弹簧连接。
优选地，所述第一卡位板包括第一单板以及第二单板，所述第一单板与所述第二单板销轴连接，且在所述销轴上设置有所述弹性机构；所述第二卡位板包括第三单板以及第四单板，所述第三单板与所述第四单板销轴连接，且在所述销轴上设置有所述弹性机构。
优选地，所述第一单板与所述第二单板之间设置有限位凸起，所述限位凸起用于控制所述第一单板与所述第二单板之间的所述弹性机构的弹性变形量；所述第三单板与所述第四单板之间设置有限位凸起，所述限位凸起用于控制所述第三单板与所述第四单板之间的所述弹性机构的弹性变形量。
优选地，所述支撑主体包括第一杆以及第二杆；所述卡位装置设置在所述第一杆以及第二杆上。
本发明还提供了一种风洞试验系统，所述风动试验系统包括如上所述的风洞用支撑限位装置。
在本发明的风洞用支撑限位装置中，支撑主体穿过颤振模型，从而限制颤振模型沿风洞中的流体流动方向的位移，卡位装置用于随颤振模型在风动上壁-风洞底板方向运动，且在卡位装置运动时，受到与运动方向相反的弹性力作用，阻碍卡位装置运动。采用这种结构，不但可以模拟飞机的沉浮及俯仰模态，现对于现有技术，防止了防护钢索的干扰，且安装操作简单，试验中也不需要人员值守，模型安装可靠性和试验结果的准确性能得到有效提高。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的风洞用支撑限位装置在使用状态下的结构示意图。
图2是图1所示的风洞用支撑限位装置的结构示意图。
图3是图2所示的风洞用支撑限位装置中的卡位装置的结构示意图。
附图标记：
| 1 | 支撑主体 | 9 | 弹性机构 |
| 2 | 风洞上壁 | 511 | 第一单板 |
| 3 | 风洞地板 | 512 | 第二单板 |
| 4 | 颤振模型 | 521 | 第三单板 |
| 5 | 卡位装置 | 522 | 第四单板 |
| 6 | 第一限位块 | 10 | 限位凸起 |
| 7 | 第二限位块 | 11 | 第一杆 |
| 51 | 第一卡位板 | 12 | 第二杆 |
| 52 | 第二卡位板 | 13 | 定位凸起 |
| 8 | 连接部 |
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1所示的风洞用支撑限位装置用于在风洞试验中限制颤振模型的位移，其中，风洞用于为颤振模型提供动力，使颤振模型具有沿风动上壁-风洞底板方向的位移。该风洞用支撑限位装置包括支撑主体以及卡位装置。所述支撑主体的一端用于与风洞的风洞上壁以可拆卸方式连接，另一端用于与风洞的风洞地板以可拆卸方式连接；支撑主体穿过颤振模型，从而限制颤振模型沿风洞中的流体流动方向的位移。所述卡位装置设置在支撑主体上，并与颤振模型以可拆卸方式连接，卡位装置与支撑主体的两端或两端中的一端弹性连接。其中，卡位装置用于随颤振模型在所述风动上壁-风洞底板方向运动，且在卡位装置运动时，受到与运动方向相反的弹性力作用，阻碍卡位装置运动。
在本发明的风洞用支撑限位装置中，支撑主体穿过颤振模型，从而限制颤振模型沿风洞中的流体流动方向的位移，卡位装置用于随颤振模型在风动上壁-风洞底板方向运动，且在卡位装置运动时，受到与运动方向相反的弹性力作用，阻碍卡位装置运动。采用这种结构，不但可以模拟飞机的沉浮及俯仰模态，而且没有防护钢索的干扰，安装操作简单，试验中也不需要人员值守，模型安装可靠性和试验结果的准确性能得到有效提高。
在用风洞试验进行颤振模型的颤振试验中，风洞用于为颤振模型提供动力，使颤振模型具有沿所述风动上壁-风洞底板方向的位移。
如图1所示的风洞用支撑限位装置包括支撑主体1、卡位装置5、第一限位块6以及第二限位块7。其中，支撑主体1的一端用于与风洞的风洞上壁2以可拆卸方式连接，另一端用于与风洞的风洞地板3以可拆卸方式连接；支撑主体1穿过颤振模型4，从而限制颤振模型4沿风洞中的流体流动方向的位移。卡位装置5设置在支撑主体1上，并与颤振模型4以可拆卸方式连接，卡位装置5与支撑主体1的两端或两端中的一端弹性连接。卡位装置5用于随颤振模型4在风动上壁-风洞底板方向运动，且在卡位装置5运动时，受到与运动方向相反的弹性力作用，阻碍卡位装置5运动。
参见图1，在本实施例中，支撑主体1包括第一杆11以及第二杆12，卡位装置5设置在第一杆11以及第二杆12上。采用这种结构，能够最低减少支撑主体1在风洞中的阻力。可以理解的是，支撑主体1的形状也可以根据需要而采用其他形状。例如，支撑主体为一根整体的柱状结构。
参见图1，在本实施例中，第一限位块6以及第二限位块7设置在支撑主体1的一端，第二限位块7设置在支撑主体1的另一端。可以理解的是，在本实施例中，第一限位块6以及第二限位块7的构造相同，因此，两者的安装位置可以互换。
可以理解的是，第一限位块6以及第二限位块7可以是分体式的，用于夹持支撑主体1的第一杆11以及第二杆12，也可以是一体式的，其上设置有供第一杆11以及第二杆12穿过的孔。有利的是，第一限位块6与第二限位块7上设置有夹紧螺栓，用于夹紧支撑主体1，防止支撑主体1的第一杆11与第二杆12在风洞中具有位移。
在本实施例中，第一限位块6以及第二限位块7上设置有单耳，用于与风洞中的风洞地板3以及风洞上壁2连接。可以理解的是，在一个备选实施例中，可以直接用支撑主体1与风洞地板3以及风洞上壁2连接。
参见图1，卡位装置5与支撑主体1的两端或两端中的一端弹性连接。具体地，卡位装置5与第一限位块6和/或第二限位块7弹性连接。在本实施例中，卡位装置5与第一限位块6弹性连接，可以理解的是，正如上述的，卡位装置5还可以同时和第一限位块6以及第二限位块7连接，或者单独和第二限位块7连接。
参见图1，卡位装置5与第一限位块6和/或第二限位块7通过拉压弹簧连接。可以理解的是，在本实施例中，卡位装置5与第一限位块6通过拉压弹簧连接。可以理解的是，拉压弹簧的变性力可以根据需要而自行调制。
参见图2及图3，所卡位装置5包括第一卡位板51以及第二卡位板52，第一卡位板51与第二卡位板52连接，可以理解的是，第一卡位板51与第二卡位板52即可以通过螺栓等可拆卸方式连接，也可以通过焊接等固定连接方式连接，在此不做限制。
参见图2及图3，第一卡位板51与第二卡位板52上分别设置有连接部8，颤振模型4与卡位装置5连接处设置有耳片，连接部8与所述耳片螺栓连接。
可以理解的是，在一个备选实施例中，卡位装置5也可以是一个整体，其上设置有用于供支撑主体1的第一杆11以及第二杆12穿过的孔。
参见图3，在本实施例中，第一卡位板51以及第二卡位板52上分别设置有弹性机构9，用于在颤振模型4在受到风洞所给予的动力而具有倾斜时，弹性机构9通过第一卡位板51或第二卡位板52而传递给颤振模型4一个与倾斜方向相反的力。具体地，第一卡位板51包括第一单板511以及第二单板512，第一单板511与第二单板512销轴连接，且在销轴上设置有弹性机构9；第二卡位板52包括第三单板521以及第四单板522，第三单板521与第四单板522销轴连接，且在销轴上设置有弹性机构9。
可以理解的是，上述的销轴连接能够使上述的第一单板511与第二单板512之间具有一定相对位移。使上述的第三单板521与第四单板522之间具有一定相对位移。
在本实施例中，弹性机构9为扭力弹簧。可以理解的是，其他类型的弹簧，例如，液压弹簧、空气弹簧等，只要能够实现上述目的的，均可用于本发明。
第一单板511与第二单板512之间设置有限位凸起10，限位凸起10用于控制第一单板511与第二单板512之间的弹性机构9的弹性变形量；第三单板521与第四单板522之间设置有限位凸起10，限位凸起10用于控制第三单板521与第四单板522之间的弹性机构9的弹性变形量。
具体地，参见图1，在本实施例中，第一单板511与第二单板512之间设置有限位凸起10和定位凸起13，限位凸起10和定位凸起13之间相互限位用于控制第一单板511与第二单板512之间的弹性机构9的弹性变形量；第三单板521与第四单板522之间设置有限位凸起10和定位凸起13，限位凸起10和定位凸起13之间相互限位用于控制第三单板521与第四单板522之间的弹性机构9的弹性变形量。
在本实施例中，第一单板511与第二单板512之间的限位凸起10有2个，定位凸起13有1个，用于分别限制弹性机构9的两个方向上的弹性变形量。第三单板521与第四单板522之间设置的限位凸起10有2个，定位凸起13有1个，用于分别限制弹性机构9的两个方向上的弹性变形量。
可以理解的是，限位凸起10和定位凸起13的数量可以根据需要而选择。例如，限位凸起10的数量为两个或者更多。
下面以举例的方式来对本发明进行详细阐述，可以理解的是，该阐述并不构成对本发明的任何限制。
下面以颤振模型为飞机整机为例，将该飞机整机利用本发明的风洞用支撑限位装置放置在风洞中。
参见图1，开启风洞，使风洞所提供的动力源的流动方向平行于飞机整机的长度方向(图1中的左右方向)，本发明的风洞用支撑限位装置限制上述的飞机整机的在长度方向的位移，而飞机整机受到动力源的作用，在上下方向(图1中上下方向)颤振，上述的卡位装置5随飞机整机的颤振从而运动，并通过拉压弹簧给予飞机整机一个与颤振的实时方向相反的实时力。
由于上述的飞机整机有可能在受到风洞所提供的动力源的作用，而使上述的飞机整机具有倾斜，该倾斜有可能使飞机整机的机头向上，机尾向下运动。也有可能使飞机整机的机尾向上，机头向下运动。(该处的上下均为图1所示的上下方向)。
此时，通过卡位装置5上的弹性机构来对飞机整机的倾斜进行调整。例如，在飞机整机的机头向上，机尾向下运动时，该倾斜会使飞机整机传递给卡位装置5中第一单板511与第二单板512所受到的力不均匀，该不均匀的力传递给第一单板511与第二单板512后，会受到第一单板511与第二单板512之间的扭力弹簧的作用，反传给所述飞机整机一个与该力的方向相反的弹性力，从而限制飞机整机的倾斜，以达到防止飞机整机的倾斜幅度过于大的目的。
有利的是，该弹性力能够使飞机整机的倾斜幅度不超过5度。
本发明还提供了一种风洞试验系统，所述风动试验系统包括如上所述的风洞用支撑限位装置。
可以理解的是，本发明尤其适于飞机整机的颤振试验。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种风洞用支撑限位装置，用于在风洞试验中限制颤振模型的位移，其特征在于，所述风洞用支撑限位装置包括：
支撑主体(1)，所述支撑主体(1)的一端用于与所述风洞的风洞上壁(2)以可拆卸方式连接，另一端用于与所述风洞的风洞地板(3)以可拆卸方式连接；所述支撑主体(1)穿过所述颤振模型(4)，从而限制所述颤振模型(4)沿所述风洞中的流体流动方向的位移；以及
卡位装置(5)，所述卡位装置(5)设置在所述支撑主体(1)上，并与所述颤振模型(4)以可拆卸方式连接，所述卡位装置(5)与所述支撑主体(1)的两端或两端中的一端弹性连接；其中，
所述风洞用于为所述颤振模型(4)提供动力，使所述颤振模型(4)具有沿所述风洞上壁-风洞底板方向的位移；所述卡位装置(5)用于随所述颤振模型(4)在所述风洞上壁-风洞底板方向运动，且在所述卡位装置(5)运动时，受到与所述运动方向相反的弹性力作用，阻碍所述卡位装置(5)运动；
所述卡位装置(5)包括第一卡位板(51)以及第二卡位板(52)，所述第一卡位板(51)与所述第二卡位板(52)连接，所述第一卡位板(51)与所述第二卡位板(52)上分别设置有连接部(8)；
所述颤振模型(4)与所述卡位装置(5)连接处设置有耳片，所述连接部(8)与所述耳片螺栓连接；
所述第一卡位板(51)以及所述第二卡位板(52)上分别设置有弹性机构(9)，用于在所述颤振模型(4)在受到所述风洞所给予的动力而具有倾斜时，所述弹性机构(9)通过所述第一卡位板(51)或所述第二卡位板(52)而传递给所述颤振模型(4)一个与所述倾斜方向相反的力。
2.如权利要求1所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述风洞用支撑限位装置进一步包括：
第一限位块(6)以及第二限位块(7)，所述第一限位块(6)设置在所述支撑主体(1)的一端，所述第二限位块(7)设置在所述支撑主体(1)的另一端。
3.如权利要求2所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述卡位装置(5)与所述第一限位块(6)和/或所述第二限位块(7)弹性连接。
4.如权利要求3所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述卡位装置(5)与所述第一限位块(6)和/或所述第二限位块(7)通过拉压弹簧连接。
5.如权利要求1所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述第一卡位板(51)包括第一单板(511)以及第二单板(512)，所述第一单板(511)与所述第二单板(512)销轴连接，且在所述销轴上设置有所述弹性机构(9)；
所述第二卡位板(52)包括第三单板(521)以及第四单板(522)，所述第三单板(521)与所述第四单板(522)销轴连接，且在所述销轴上设置有所述弹性机构(9)。
6.如权利要求5所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述第一单板(511)与所述第二单板(512)之间设置有限位凸起(10)，所述限位凸起(10)用于控制所述第一单板(511)与所述第二单板(512)之间的所述弹性机构(9)的弹性变形量；
所述第三单板(521)与所述第四单板(522)之间设置有限位凸起(10)，所述限位凸起(10)用于控制所述第三单板(521)与所述第四单板(522)之间的所述弹性机构(9)的弹性变形量。
7.如权利要求1所述的风洞用支撑限位装置，其特征在于，所述支撑主体(1)包括第一杆(11)以及第二杆(12)；所述卡位装置(5)设置在所述第一杆(11)以及第二杆(12)上。
8.一种风洞试验系统，其特征在于，所述风洞 试验系统包括如权利要求1至7中任意一项所述的风洞用支撑限位装置。
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