CN107525682A - 结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置和方法，具体来说，就是在进行利用汽车行驶风测试结构气动力系数的试验时，通过屏蔽汽车所产生的风场以单独测试车辆振动对结构气动力系数的影响。本发明中的装置包括设备柜、试验平台、套筒支架、测力天平和结构试件模型，所述的设备柜放置在货车的车厢上，在设备的顶部设有试验平台板，所述的试验平台板上设有圆柱形的屏蔽罩，在屏蔽罩的内部设有测力天平和结构试件模型；所述的测力天平和结构试件模型通过连接杆相连，所述的连接杆由套筒支架固定。本发明装置简单操作便利，能准确测量真实环境状况下车辆振动对跑车试验中结构气动力系数的影响，是对跑车试验装置的重要补充。

Description

结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置和方法

技术领域

本发明涉及一种试验设备，具体涉及一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置和方法。

背景技术

流体力学学科中的风洞实验是依据运动学中的相对性原理，将试件或模型置于人工模拟的气流中获取实验数据，以了解或研究其空气动力特性的一种空气动力实验方法。

风洞实验测试结构气动力系数能比较准确的控制实验条件，但是其存在实验所需场所占地面积大、能耗高、造价昂贵等不足。利用汽车行驶风测试结构气动力系数不失为一种有效的补充解决方法，但此方法测出的气动力系数有可能受车辆振动因素的影响。为此，需要一种测试车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数影响的装置。

本项目受国家自然科学基金（项目批准号：51778587）与河南省自然科学基金（162300410255）资助完成。

发明内容

针对利用汽车行驶风测试气动力系数试验中车辆振动的影响，本发明的目地是提供一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置和方法。具体来说就是在利用汽车行驶产生的风场测试结构的气动力系数实验中，屏蔽汽车行驶所产生的风场对结构试件的影响，进而单独测试车辆振动这一单因素单变量对结构气动力系数影响的装置。

本发明采用的技术方案为：一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，包括设备柜、试验平台、套筒支架、测力天平和结构试件模型，所述的设备柜放置在货车的车厢上，在设备的顶部设有试验平台板，所述的试验平台板上设有圆柱形的屏蔽罩，在屏蔽罩的内部设有测力天平和结构试件模型；所述的测力天平和结构试件模型通过连接杆相连，所述的连接杆由套筒支架固定。

进一步，所述的屏蔽罩的一面开口并通过屏蔽板密封。

进一步，当测力天平和结构试件模型水平放置时，所述的屏蔽板通过连接杆与右侧套筒支架相连，连接杆可在套筒内左右伸缩，对齐屏蔽罩及屏蔽板并固定连接杆。

进一步，当测力天平和结构试件模型竖向放置时，所述的套筒支架设置在设备柜内部，连接测力天平和结构试件模型的连接杆能够上下运动，所述的屏蔽板设置在屏蔽罩的上部，并由连接杆与右侧套筒支架固定。

进一步，所述的套筒支架上设有螺丝，能够固定穿过套筒支架内的连接杆。

进一步，所述屏蔽板与屏蔽罩之间的使用橡皮泥封住以保证其屏蔽性能。

进一步，所述设备柜上设有皮托管，用于测量气流总压与分压以确定汽车行驶所产生风场的速度，验证试验结果,使试验更为准确可靠。

进一步，所述的设备柜用于安装试验控制系统、数据采集及数据收集系统所需的相关设备。

本发明采用的试验方法包括如下步骤：

第一步：依据设备清单设置、检查、调试该试验所需要的仪器设备以及所需配套的数据采集仪器，将测力天平等测试设备以及屏蔽罩通过连接杆及支架组装完成并保证屏蔽装置与测力天平不相接触避免影响数据准确性；

第二步：正式开始试验，在理想道路上启动汽车并逐步加速至固定试验速度，并使用定速巡航装置以保证汽车匀速直线行驶，此时结构试件只受车辆振动的影响作用，使用皮托管、测力天平及数据采集仪采集气动力系数数据并进行储存通过分析风速时程及测力天平数据得出车辆振动的影响；

第三步：拆除屏蔽罩，再次按照第三步所述相同速度条件进行跑车试验，调整风攻角在不同风攻角工况下分别进行试验，此时结构试件受到汽车行驶风的作用，采集并储存相应气动力系数数据通过与风洞试验数据相对比以验证跑车试验可行性；

第四步：调整构件模型放置方式进行重复试验，以保证能对比模型不同放置方式下气动力系数数据；

第五步：待试验完成后，按顺序拆除仪器设备并妥善保存，结束试验之后分析数据，从而通过数据对比验证跑车试验可行性并得出车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数的影响。

本发明产生的有益效果是：本发明装置简单操作便利，能准确测量真实环境状况下车辆振动对跑车试验中结构气动力系数的影响，是对利用汽车行驶风测量结构气动力系数装置的重要补充，并可广泛适用于测试其他跑车试验中车辆振动的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为测力天平和结构试件模型水平放置时的结构示意图；

图3为测力天平和结构试件模型水平放置时的俯视图；

图4为测力天平和结构试件模型竖向放置时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本发明是一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，包括货车1、设备柜3、试验平台板4、套筒支架5、测力天平6、结构试件模型7、屏蔽罩8、屏蔽板9、连接杆10、皮托管11和橡皮泥12。由于本发明是针对测试车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数的影响，因此将设备柜3固定在货车1的货厢2中，试验平台板4固定在设备柜3上面，套筒支架5固定在试验平台板4的两端。

在本实施例中，测力天平6和结构试件模型7水平设置在试验平台板4的上方，测力天平6和结构试件模型7通过连接杆10相连，连接杆10穿过套筒支架5的套筒。在测力天平6和结构试件模型7的外侧设有圆柱形的屏蔽罩8，且保证屏蔽罩8不与测力天平6相接触。屏蔽罩8的一端开口，并通过屏蔽板9密封。屏蔽板9与连接杆10相连并置于套筒支架5上，连接杆10可在套筒内移动以调整装置位置并通过螺丝固定，移动连接杆10使得屏蔽罩8与屏蔽板9相接并用橡皮泥14封闭其缝隙。皮托管13固定试验平台板4的预留孔上，用于测量实时风场气流的总压与分压以算出实时风速，使试验结果更为准确可靠。试验控制系统、数据采集系统和数据处理系统的相关仪器放置于设备柜3中，并可通过有线或无线的方式受到位于驾驶坐内相关操作人员的控制与监测。

在结构气动力系数测试试验前，先按照此模型横放装置测出真实状况环境下屏蔽汽车行驶所产生的风场条件下模型结构横置的气动力系数进行研究，然后进行利用汽车行驶风测试结构气动力系数模型横放的试验，通过数据后处理对比以确定车辆振动对数据的影响，进而确保利用汽车行驶风测量结构气动力系数的试验的准确性及一般适用性。

实施例2：

如图1和图4所示，本发明是一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，包括货车1、设备柜3、试验平台板4、套筒支架5、测力天平6、结构试件模型7、屏蔽罩8、屏蔽板9、连接杆10、皮托管11和橡皮泥12。由于本发明是针对测试车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数影响的试验的影响，因此将设备柜3固定在货车1的货厢2中，试验平台板4固定在设备柜3上面，套筒支架5固定在试验平台板4的两端。

在本实施例中，测力天平6和结构试件模型7竖向设置在试验平台板4的上方，测力天平6和结构试件模型7通过连接杆10相连，连接杆10穿过套筒支架5的套筒，该套筒焊接在竖直焊接在试验平台板4的空洞中，使其能够在设备柜3中调整试结构试件模型7的角度。在测力天平6和结构试件模型7的外侧设有圆柱形的屏蔽罩8，且保证屏蔽罩8不与测力天平6相接触。屏蔽罩8的顶端开口，并通过屏蔽板9密封。屏蔽板9与连接杆10相连并置于套筒支架5上，连接杆10可在套筒内移动以调整装置位置并通过螺丝固定，移动连接杆10使得屏蔽罩8与屏蔽板9相接并用橡皮泥14封闭其缝隙。皮托管13固定试验平台板4的预留孔上，用于测量实时风场气流的总压与分压以算出实时风速，使试验结果更为准确可靠。试验控制系统、数据采集系统和数据处理系统的相关仪器放置于设备柜3中，并可通过有线或无线的方式受到位于驾驶坐内相关操作人员的控制与监测。

本发明所使用的试验方法为：

第一步：依据设备清单设置、检查、调试该试验所需要的仪器设备以及所需配套的数据采集仪器，将测力天平等测试设备以及屏蔽罩通过连接杆及支架组装完成并保证屏蔽装置与测力天平不相接触避免影响数据准确性；

第二步：正式开始试验，在理想道路上启动汽车并逐步加速至固定试验速度，并使用定速巡航装置以保证汽车匀速直线行驶，此时结构试件只受车辆振动的影响作用，使用皮托管、测力天平及数据采集仪采集气动力系数数据并进行储存通过分析风速时程及测力天平数据得出车辆振动的影响；

第三步：拆除屏蔽罩，再次按照第三步所述相同速度条件进行跑车试验，调整风攻角在不同风攻角工况下分别进行试验，此时结构试件受到汽车行驶风的作用，采集并储存相应气动力系数数据通过与风洞试验数据相对比以验证跑车试验可行性；

第四步：调整构件模型放置方式进行重复试验，以保证能对比模型不同放置方式下气动力系数数据；

第五步：待试验完成后，按顺序拆除仪器设备并妥善保存，结束试验之后分析数据，从而通过数据对比验证跑车试验可行性并得出车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数的影响。

综上，在结构气动力系数测试试验前，先按照此模型竖放装置测出真实状况环境下屏蔽汽车行驶所产生的风场条件下模型结构竖置的气动力系数进行研究，然后进行利用汽车行驶风测试结构气动力系数模型竖放的试验，通过数据后处理对比以确定车辆振动对数据的影响，进而确保利用汽车行驶风测量结构气动力系数的试验的准确性及一般适用性。

本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性劳动所做出的种种变换，均落实在本发明保护范围内。

Claims (7)

1.一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：包括设备柜、试验平台、套筒支架、测力天平和结构试件模型，所述的设备柜放置在货车的车厢上，在设备的顶部设有试验平台板，所述的试验平台板上设有圆柱形的屏蔽罩，在屏蔽罩的内部设有测力天平和结构试件模型；所述的测力天平和结构试件模型通过连接杆相连且保证与屏蔽装置不接触，所述的连接杆由套筒支架固定。

2.根据权利要求1所述的结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：所述的屏蔽罩的一面开口并通过屏蔽板密封且保证屏蔽装置不与测力天平相接触。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：当测力天平和结构试件模型水平放置时，所述的屏蔽板通过连接杆与右侧套筒支架相连，连接杆可在套筒内左右伸缩，对齐屏蔽罩及屏蔽板并固定连接杆。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：当测力天平和结构试件模型竖向放置时，所述的套筒支架设置在设备柜内部，连接测力天平和结构试件模型的连接杆能够上下运动，所述的屏蔽板设置在屏蔽罩的上部，并由连接杆与右侧套筒支架固定。

5.根据权利要求3或4任意一项所述的结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：所述的套筒支架上设有螺丝，能够固定穿过套筒支架内的连接杆。

6.根据权利要求2所述的结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试装置，其特征在于：所述屏蔽板与屏蔽罩之间的使用橡皮泥封住以保证其屏蔽性能。

7.一种结构气动力系数跑车试验方法车振影响的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：依据设备清单设置、检查、调试该试验所需要的仪器设备以及所需配套的数据采集仪器，将测力天平等测试设备以及屏蔽罩通过连接杆及支架组装完成并保证屏蔽装置与测力天平不相接触避免影响数据准确性；

第二步：正式开始试验，在理想道路上启动汽车并逐步加速至固定试验速度，并使用定速巡航装置以保证汽车匀速直线行驶，此时结构试件只受车辆振动的影响作用，使用皮托管、测力天平及数据采集仪采集气动力系数数据并进行储存通过分析风速时程及测力天平数据得出车辆振动的影响；

第三步：拆除屏蔽罩，再次按照第三步所述相同速度条件进行跑车试验，调整风攻角在不同风攻角工况下分别进行试验，此时结构试件受到汽车行驶风的作用，采集并储存相应气动力系数数据通过与风洞试验数据相对比以验证跑车试验可行性；

第四步：调整构件模型放置方式进行重复试验，以保证能对比模型不同放置方式下气动力系数数据；

第五步：待试验完成后，按顺序拆除仪器设备并妥善保存，结束试验之后分析数据，从而通过数据对比验证跑车试验可行性并得出车辆振动对利用汽车行驶风测试结构气动力系数的影响。