CN105222960A - 一种风洞支撑系统平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风洞支撑系统平衡装置,包括固定平台、支架、连接杆、平衡机构,平衡机构包括支撑架、滑轮、钢索和砝码,支撑架安装在固定平台上,固定平台的支撑架的上端或下端分别设置两个滑轮,钢索绕过滑轮一端与连接座内的连接杆连接,另一端连接到砝码。本发明能够起到一种平衡作用,起到一种抑振作用,起到一种保护作用,模型在极端受载情况下,模型连接杆可能会从支架上脱落,砝码可通过钢索将其拉住使得模型不会掉落损坏。
Description
技术领域
本发明涉及风洞试验领域,尤其是涉及一种风洞支撑系统平衡装置。
背景技术
风洞试验过程中,一般都采用一个固定端一个连接端,试验模型通过天平和连接端连接,然后再将固定端固定在风洞内,通过改变连接端与固定端之间的角度测试试验模型的受力情况,以达到试验目的。在现有的风洞试验中,已经有很多的支撑装置实现不同角度的试验,在能完成6个自由度的测试过程中,传统的方式是直接由连接端和飞机模型连接,通过电机驱动实现模型相对于固定点进行转动。但是由于在试验中模型的运动速度并不是保持一致,有时模型运动会突然加快,各种姿态切换频繁,并且模型是采用悬臂梁的方式安装在连接端上的,导致系统及模型的平衡性、安全性等问题较为突出,严重情况下还会出现连接端与固定端之间断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种风洞支撑系统平衡装置,能提供良好的连接效果以及确保在试验过程中的安全。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种风洞支撑系统平衡装置,包括:固定平台、设置在固定平台下方的支架、与支架连接的连接杆、设置在固定平台上的平衡机构,所述固定平台下表面上设置有滑轨,支架的上端连接到滑轨上,且支架的上端能在滑轨中滑动,所述连接杆与支架的下端之间设置有连接座,连接座与支架的下端固定连接,所述连接座中央设置有通孔,通孔内设置有内螺纹,连接杆的连接端通过螺纹与连接座固定连接,所述平衡机构包括支撑架、滑轮、钢索和砝码,支撑架贯穿固定平台,固定平台的支撑架的上端或下端分别设置两个滑轮,钢索绕过滑轮一端与连接座内的连接杆连接,另一端连接到砝码。
在上述技术方案中,所述固定平台与支架上端的连接可以用铰链代替滑轨。
在上述技术方案中,固定平台下表面上设置两个支撑架,其中一个支撑架的安装位置与连接座上的中心对应。
在上述技术方案中,与连接座中心对应的支撑架上的滑轮在静止状态下,绕过滑轮的钢索一端连接到连接杆上,钢索的竖直方向和水平方向垂直。
在上述技术方案中,所述砝码通过螺母固定在砝码滑杆上,砝码滑杆的上端与钢索连接。
在上述技术方案中,四个滑轮均为定滑轮。
在上述技术方案中,所述四个滑轮设置在同一水平面上,钢索通过滑轮形成的夹角均为90°。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
该装置能够起到一种平衡作用,通过增减砝码,使得不同重量的砝码与不同重量的试验模型相匹配,使得试验模型在不同姿态下能够始终处于平衡中;
该装置同时能够起到一种抑振作用,模型在风洞试验时,会因风载作用而振动,影响测量数据的准确性,通过砝码附加力的作用,可以减小模型振动;
该装置同时能够起到一种保护作用,模型在极端受载情况下,模型连接杆可能会从支架上脱落,砝码可通过钢索将其拉住使得模型不会掉落损坏;
整体上说,该装置一改以往的支撑模式,且本发明装置可以将平台设置在风洞试验区外,只需要将模型部分保留在风洞试验区内即可,最大限度的减小整个装置对风洞流场的影响。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明的结构示意图;
其中:1是固定平台,2是连接支架,3是连接座,4是连接杆,5是钢索,6是滑轮,7是砝码,8是支撑架。
具体实施方式
如图1所示,是本发明的结构示意图,其中包括一个固定平台,在固定平台上设置有支撑架,支撑架穿过固定平台,使得在固定平台上表面和下表面都具有支撑架,下表面上设置有两处支撑架,固定平台上表面的支撑架顶端具有两个支撑点,在每个支撑端部的支撑点上各自固定安装一个滑轮,每一个滑轮在空间中处于同一水平面上,为了保证最佳的受力效果,绕过滑轮的钢索与钢索之间的夹角均为90°。在固定平台的下方设置有支架,支架与固定平台支架采用滑轨的形式连接,也就是在固定平台的下表面上设置滑轨,支架的上端在滑轨中滑动,当然滑轨也可以采用铰链来代替,同样能实现支架与固定平台之间的转动。支架的下端固定连接有连接座,连接座的中心设置有通孔,通孔内设置有内螺纹,而连接杆的连接端外表面设置有外螺纹,连接杆的连接端通过螺纹连接到连接座的通孔内。在连接座的通孔内,钢索连接到连接杆的端部,然后钢索依次绕过滑轮,最后在自由端连接砝码。砝码采用砝码滑杆通过螺母固定,钢索连接到砝码滑杆上,当需要增减砝码时,只需要松开螺母往砝码滑杆上增加或减少砝码块即可。
当需要试验时,通过将被测模型通过悬臂梁连接到连接杆的下端,连接杆下端内部设置有杆式天平。当置于风洞流场中时,气流对模型作用使得模型受力,而支架在电机的带动下可以在固定平台上转动,因此带动连接杆转动,连接杆带动模型转动。
连接杆在不停转动的过程中会受到各个方向的力,而连接杆与连接座之间采用的是螺纹连接,在高频率的转动下有极大的风险使得螺纹损坏,导致连接杆脱离连接座。而钢索连接到连接杆的一端,正好可以保证连接脱离的瞬间将连接杆拉住,减小安全风险。
当然,钢索与滑轮的作用还在于平衡,当连接杆上连接的模型质量不同时,那么整个系统受到的力也不同,特别是连接杆上受到的力,因此采用钢索连接到连接杆上,通过调整砝码可以平衡连接杆因模型质量不同而受到相同的力,减小因受力变化而带来的安全风险。
本发明的结构还可以将固定平台和支架部分设置在风洞外,只保留连接杆和模型在风洞内。这样设置的最大好处就在于减小整个装置对风洞流场的影响,同时也减小传统模式安装在风洞壁内,在气流的影响下装置与风洞壁相互间的振动干涉。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于包括:固定平台、设置在固定平台下方的支架、与支架连接的连接杆、设置在固定平台上的平衡机构,所述固定平台下表面上设置有滑轨,支架的上端连接到滑轨上,且支架的上端能在滑轨中滑动,所述连接杆与支架的下端之间设置有连接座,连接座与支架的下端固定连接,所述连接座中央设置有通孔,通孔内设置有内螺纹,连接杆的连接端通过螺纹与连接座固定连接,所述平衡机构包括支撑架、滑轮、钢索和砝码,支撑架安装在固定平台上,固定平台的支撑架的上端或下端分别设置两个滑轮,钢索绕过滑轮一端与连接座内的连接杆连接,另一端连接到砝码。
2.根据权利要求1所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于所述固定平台与支架上端的连接可以用铰链代替滑轨。
3.根据权利要求1所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于固定平台下表面上设置两个支撑架,其中一个支撑架的安装位置与连接座上的中心对应。
4.根据权利要求3所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于与连接座中心对应的支撑架上的滑轮在静止状态下,绕过滑轮的钢索一端连接到连接杆上,钢索的竖直方向和水平方向垂直。
5.根据权利要求1所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于所述砝码通过螺母固定在砝码滑杆上,砝码滑杆的上端与钢索连接。
6.根据权利要求1或3或5所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于四个滑轮均为定滑轮。
7.根据权利要求6所述的一种风洞支撑系统平衡装置,其特征在于所述四个滑轮设置在同一水平面上,钢索通过滑轮形成的夹角均为90°。
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