CN104949817A - 一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置 - Google Patents

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李宏
赵爱国
董治宝
赵晶
杨佐涛
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Abstract

本发明涉及一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置。其特征是升降支架上置有的圆形滚珠托盘圆周上放入圆柱型滚珠来支撑试验平台；试验平台为圆形盘，样品放在试验平台上方，圆盘上刻有360°刻度尺，试验平台下方有圆周旋转轨道，中间装有平台转轴，平台转轴底部安装有大齿轮，控制开关控制步进电机，步进电机转轴带动小齿轮转动，小齿轮带动平台转轴底部大齿轮转动，大齿轮又带动平台转轴和试验平台旋转，通过下方的圆周旋转轨道带动下方的升降支架上圆形滚珠托盘旋转，试验平台嵌入风沙环境风洞试验段底部与风洞试验段底持平。本发明能全方位模拟野外风向，解决了在多变化风速风向下模拟风向误差的问题，为研究不同风向风速条件下风沙运动的特征提供试验条件。

Description

一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置
技术领域
本发明涉及一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置。
背景技术
风沙环境风洞试验是为模拟野外风沙现象而设计的大型仪器设备。风沙环境风洞一般分为动力系统、稳流段、收缩段、试验段和扩散段等部分。在进行风沙现象的模拟实验中，风速在2米/秒～40米/秒的范围内连续变化调速，风速大小由人为控制变速器完成。在科学实验活动中，风洞内的风向是固定单一，不能像野外那样风向360°都在发生变化。因此研究不同风向对模型的吹蚀是进行风沙流的研究和工程计算的一个重要物理量。可是在风沙环境洞观测风沙运动的试验研究中，存在这样一个问题，即当一种风向实验完成后，需要一段时间更换模型实验角度来改变实验模型对实验的风向是风沙环境风洞试验需要解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题而提供一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置，主要由风沙环境风洞试验段、试验样品模型，试验平台、圆形滚珠托盘、试验段底部的圆洞和升降支架组成。升降支架嵌套于支架中，升降支架上置有的圆形滚珠托盘圆周上放入圆柱型滚珠用它支撑试验平台；试验平台为圆形盘，试验样品模型放在试验平台上方，圆盘上刻有360°刻度尺，旋转刻度盘与试验段底部的圆洞四周垫有海绵块，试验平台下方有圆周旋转轨道，中间装有平台转轴，平台转轴底部、支架内装有变速有大齿轮，控制开关控制步进电机，步进电机转轴带动小齿轮转动，小齿轮带动平台转轴底部大齿轮转动，大齿轮又带动平台转轴和试验平台旋转，通过下方的圆周旋转轨道带动下方的升降支架上圆形滚珠托盘旋转，试验平台嵌入风沙环境风洞试验段底部开有的圆洞中，并与风洞试验段底持平。
本发明的优点是：
1、结构简单，操作方便，实用性强，成本低。在风沙环境风洞试验中，只要转动模型角度就可以改变了试验的风向对模型的吹蚀，解决了目前风洞内的风向是固定单一的问题。当要采集不同风向风速下风沙流的数据，只要转动试验平台，让模型样品正对风向表面，在一定的时间内。可获得这段时间内的数据。
2、设计精巧合理。试验平台上方的圆盘上刻有360°的角度，每格1°。平台中间下方有转轴，转轴上有变速齿轮带动试验平台转动，试验平台下方有圆周轨道与滚珠相连接；从而减小试验平台转动摩擦力。在试验平台支架上装有步进电机，电机中轴上有小齿轮，齿轮与平台转轴上的大齿轮相连接，使试验平台慢速转动，从而减小角度的误差。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置，由风沙环境风洞试验段13、试验样品模型1、直径1000㎜试验平台2、支架3和升降支架9组成。升降支架9嵌套于支架3中，升降支架9上有圆形滚珠托盘6圆周放入圆柱型滚珠5用它支撑试验平台2；试验样品模型1放在试验平台2上方，试验平台2为圆形盘，圆盘上刻有360°刻度尺15，刻度尺每格1°。旋转刻度盘15与试验段13底部的圆洞四周垫有海绵块17，试验平台2下方有圆周旋转轨道4，中间装有平台转轴7，平台转轴7底部、支架3内装有大齿轮8，控制开关12控制步进电机11，步进电机11上转轴带动小齿轮10转动，小齿轮10带动大齿轮8转动，大齿轮8又带动平台转轴7和试验平台2旋转，通过下方有圆周旋转轨道4带动下方的升降支架9上圆形滚珠托盘6旋转，直径1000㎜试验平台2嵌入风沙环境风洞试验段13底部开1004㎜的一个圆洞内。
将野外取回的试验样品模型1放入试验平台2上，启动升降支架9，使样品表面与试验段13底部持平。试验平台2上布置试验模型完成后，打开动步进电机11开关，启动控制开关12，步进电机11转动带动试验平台2转动，当达到需要的风向角度时，关闭开关，试验平台2停止旋转，启动风机开始对风蚀样品进行风速吹蚀实验，经过一段风蚀时间后，关闭控制风机12，开始进行实验测量数据采集。完成对风蚀样品数据采集后，再打开控制开关12，步进电机11转动带动试验平台2转动到需要的下一风向角度时停止旋转，开始下一个风向模拟风蚀试验。从而保证换模型速度和减少试验模型的制作，保证实验数据测量的精确值，为研究不同风向风速条件下风沙运动的特征提供可靠的试验条件。

Claims (1)

1.一种风沙环境风洞实验模型模拟野外不同风向试验装置，主要由风沙环境风洞试验段（13）试验样品模型（1），试验平台（2）、圆形滚珠托盘（6）、试验段（13）底部的圆洞（16）和升降支架（9）组成，其特征是升降支架（9）嵌套于支架（3）中，升降支架（9）上置有的圆形滚珠托盘（6）圆周上放入圆柱型滚珠（5）用它支撑试验平台（2）；试验平台（2）为圆形盘，试验样品模型（1）放在试验平台（2）上方，圆盘上刻有360°刻度尺（15），试验平台（2）与风沙环境风洞试验段（13）底部的圆洞四周垫有海绵块（17），试验平台（2）下方有圆周旋转轨道（4），中间装有平台转轴（7），平台转轴（7）底部、支架（3）内装有变速有大齿轮（8），控制开关（12）控制步进电机（11），步进电机（11）上转轴带动小齿轮（10）转动，小齿轮（10）带动平台转轴（7）底部大齿轮（8）转动，大齿轮（8）又带动平台转轴（7）和试验平台（2）旋转，通过下方的圆周旋转轨道,（4）带动下方的升降支架（9）上圆形滚珠托盘（6）旋转，试验平台（2）嵌入风沙环境风洞试验段（13）底部开有的圆洞（16）中，并与风洞试验段（13）底持平。
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