CN109115450B - 风洞模型阻尼器以及风洞模型组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振动抑制领域，具体而言，涉及一种风洞模型阻尼器以及风洞模型组件。该阻尼器包括壳体、质量块、至少两个连接杆以及调节组件。其中，壳体第一侧开设有孔。每一个连接杆均具有第一端和相对的第二端。每一个第一端均固定连接于壳体的第一侧；每一个第二端均为悬臂端；每一个悬臂端均固定连接于质量块。调节组件活动连接于孔处，且每一个连接杆的第一端均穿过调节组件。该阻尼器通过改变调节组件的位置，改变了整个阻尼器的基频。将该阻尼器放入风洞模型头部空腔处，在风洞模型在风洞试验过程中产生振动时，带动该风洞模型阻尼器一起振动，阻尼器由此产生的阻尼力，能够有效地抑制风洞模型的振动。

Description

风洞模型阻尼器以及风洞模型组件
技术领域
本发明涉及振动抑制领域，具体而言，涉及一种风洞模型阻尼器以及风洞模型组件。
背景技术
风洞模型试验是飞行器设计过程中重要的组成部分，合理的的风洞模型试验将显著地降低飞行器开发设计的风险和成本。目前国内的风洞模型试验中广泛采用支杆支撑的模型安装方式，其系统为典型的悬臂结构。在风洞飞行器模型试验中，为避免支撑系统对气动特性的干扰，支杆长度一般为模型长度的3-5倍，致使系统刚度低、一阶固有频率在10Hz至15Hz之间，这与风洞气流的脉动频率接近，容易产生耦合，从而引起模型的大幅值低频振动。这种低频共振现象不仅严重地影响风洞测力试验数据的精度，且振动时间过长或振幅过大，也会导致模型的疲劳破坏。
降低风洞的气流脉动是治本的措施，但其难度大耗费高；而改变模型系统的结构又会影响测试数据的质量和可信度，因此需寻求新的技术途径来减小模型系统的振动，以保证风洞测力试验的顺利进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风洞模型阻尼器，解决现有的风洞模型试验中风动模型容易产生大幅值低频振动的问题。
本发明的另一目的在于提供一种风洞模型阻尼器组件，该风洞模型阻尼器组件能够有效降低风洞模型试验中风动模型产生大幅值低频振动。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一种风洞模型阻尼器，包括：壳体；壳体具有第一侧和相对的第二侧；第一侧开设有孔；质量块，质量块设置在壳体内，且靠近第二侧；至少两个连接杆；每一个连接杆均具有第一端和相对的第二端；每一个第一端均固定连接于壳体的第一侧；每一个第二端均为悬臂端；每一个悬臂端均固定连接于质量块；以及调节组件；调节组件活动连接于孔处，且每一个连接杆的第一端均穿过调节组件，调节组件能够沿连接杆滑动，以调节每一个连接杆的悬臂端的长度。
在本发明较佳的实施例中，调节组件包括调节螺杆和调频滑块；调节螺杆设置在孔内；调频滑块设置在调节螺杆上。
在本发明较佳的实施例中，调频滑块上设置有至少两个安装孔；连接杆穿过安装孔，固定在壳体的第一侧。
在本发明较佳的实施例中，孔内设置有内螺纹，调节螺杆螺纹连接于孔。
在本发明较佳的实施例中，调频滑块螺纹连接于调节螺杆。
在本发明较佳的实施例中，调频滑块紧贴于所述壳体的内壁，以使壳体的内腔体被分隔为两个空间。
在本发明较佳的实施例中，壳体内设置有阻尼液。
在本发明较佳的实施例中，调频滑块上设置有至少一个液体通道；每一个液体通道的贯通方向均与安装孔的贯通方向一致。
在本发明较佳的实施例中，连接杆为不锈钢制成的圆杆。
一种风洞模型组件，该风洞模型组件包括如上述的风洞模型阻尼器；以及模型本体，风洞模型阻尼器放置在模型本体的头部空腔处。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种风洞模型阻尼器，包括：壳体、质量块、至少两个连接杆以及调节组件。其中，壳体具有第一侧和相对的第二侧；第一侧开设有孔；质量块设置在壳体内，且靠近第二侧；至少两个连接杆；每一个连接杆均具有第一端和相对的第二端；每一个第一端均固定连接于壳体的第一侧；每一个第二端均为悬臂端；每一个悬臂端均固定连接于质量块；调节组件活动连接于孔处，且每一个连接杆的第一端均穿过调节组件，调节组件能够沿连接杆滑动，以调节每一个连接杆的悬臂端的长度。该风洞模型阻尼器通过改变调节组件的位置，改变了整个风洞模型阻尼器的基频。将该风洞模型阻尼器放入风洞模型头部空腔处，在风洞模型在风洞试验过程中产生振动时，带动该风洞模型阻尼器一起振动，阻尼器由此产生的阻尼力，能够有效地抑制风洞模型的振动，解决现有的风洞模型试验中风动模型容易产生大幅值低频振动的问题。
本发明提供的一种风洞模型组件，该风洞模型组件包括如上述的风洞模型阻尼器；以及模型本体，风洞模型阻尼器放置在模型本体的头部空腔处。该风洞模型阻尼器能够调节至最优频率与最优阻尼系数，而且对模型外观无影响，不需要单独的控制系统，抑制效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的风洞模型阻尼器的第一视角的结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的风洞模型阻尼器的第二视角的结构示意图；
图3为本发明第一实施例提供的风洞模型阻尼器的调频滑块的结构示意图。
图标：100-风洞模型阻尼器；110-壳体；111-第一侧；112-第二侧；113-孔；120-质量块；130-连接杆；131-第一端；132-第二端；140-调节组件；141-调节螺杆；142-调频滑块；143-液体通道；144-安装孔；151-紧固件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参照图1-图3，本实施例提供一种风洞模型阻尼器100，其包括壳体110、质量块120、至少两个连接杆130以及调节组件140。
进一步地，壳体110具有第一侧111和相对的第二侧112。
壳体110具有内腔体。内腔体设置有阻尼液。
具体地，上述的阻尼液可以根据实际的情况选择本领域常见的某一类型的液体。
可选地，甲基硅油。
通过在上述的风洞模型阻尼器100的壳体110的内腔体中设置阻尼液，能够有效地起到减缓振动的作用。
进一步地，在壳体110的第一侧111的壁体上开设有孔113，该孔113连通于壳体110的内腔体中。
通过设置该孔113，不仅可以通过该孔113向壳体110的内腔体中灌注阻尼液。而且可以通过该孔113将调节组件140活动连接在壳体110的内腔体中。
进一步地，在本实施例中，上述的壳体110的形状可以选择设置为圆柱形。
需要说明的是，在本发明其他可选的实施例中，上述的壳体110的具体的形状也可以选择设置为其他可适用的形状。
进一步地，调节组件140活动连接于孔113处。
具体地，调节组件140包括调节螺杆141和调频滑块142。调节螺杆141设置在孔113内。调频滑块142设置在调节螺杆141上。
需要说明的是，上述的孔113开设在壳体110的第一侧111且靠近壳体110的底壁处。从而当调节组件140活动连接在孔113处后，调节组件140也位于壳体110的第一侧111且靠近壳体110的底壁处。
进一步地，孔113内设置有内螺纹，调节螺杆141螺纹连接于孔113。
具体地，调节螺杆141上具有外螺纹，外螺纹能够与孔113内设置的内螺纹相互匹配，从而实现螺纹连接。
进一步地，在本实施例中，上述的调节螺杆141靠近孔113处的螺纹长度略大于孔113的孔洞长度。
进一步地，调频滑块142上设置有螺纹孔，调节螺杆141穿过螺纹孔，使得调频滑块142与调节螺杆141以螺纹的方式装配在一起。
进一步地，需要说明的是，调节螺杆141上螺纹与调频滑块142上设置的螺纹孔的长度匹配。
进一步地，在本实施例中，上述的调频滑块142的形状可以选择设置为圆柱体。
需要说明的是，在本发明其他可选的实施例中，上述的调频滑块142的具体的形状也可以选择本领域其他可适用的形状。
进一步地，调频滑块142紧贴于壳体110的内壁，以使壳体110的内腔体被分隔为两个空间。
具体地，在本实施例中，上述的调频滑块142的形状也选择设置为圆柱形，从而能够更好地与壳体110的内腔体相互配合。
进一步地，通过将上述的调频滑块142紧贴于壳体110的内壁，从而当连接杆130安装在调频滑块142上后，靠近壳体110第一侧111端的连接杆130与壳体110的第一侧111壁体之间无法振动，成为固定端。
进一步地，调频滑块142上设置有至少一个液体通道143。
通过设置上述的液体通道143，从而使得设置在壳体110内腔体中的阻尼液能够从调频滑块142中通过。
进一步地，本实施例提供的风洞模型阻尼器100包括两个连接杆130。
需要说明的是，在本发明其他可选的实施例中，上述的风洞模型阻尼器100可以选择设置为包括多连接杆130。
进一步地，在本实施例中，每一个连接杆130均具有第一端131和相对的第二端132；每一个第一端131均固定连接于壳体110的第一侧111；每一个第二端132均为悬臂端；每一个悬臂端均固定连接于质量块120。
通过设置质量块120，当风洞模型产生振动时，该质量块120能够产生阻尼，从而对风洞模型产生的振动产生阻尼。
进一步地，在本实施例中，调频滑块142上开设有两个安装孔144。
两个连接杆130分别从一个安装孔144中穿过，从而连接在调频滑块142上。
进一步地，每一个连接杆130的一端固定在壳体110的第一侧111，另一端从上述调频滑块142上的安装孔144中穿出，并且延伸至壳体110的第二侧112，成为悬臂端。
进一步地，在悬臂端设置前述的质量块120。
进一步地，在质量块120的相对的两端均设置紧固件151，从而有效地避免质量块120在两个连接杆130上晃动。
进一步地，在本实施例中，上述的紧固件151选择螺栓。
在本发明其他可选的实施例中，上述的紧固件151也可以选择本领域其他可适用的紧固件151。
通过将上述的质量块120设置在悬臂端，从而能够通过调节调频滑块142在调节螺杆141上的位置，进而调整每一个连接杆130的悬臂端的长度，整个风洞模型阻尼器100的频率也随之改变。
进一步地，在本实施例中，连接杆130选择为不锈钢制成的圆杆。
该风洞模型阻尼器100通过改变调频滑块142的位置，改变阻尼器的基频，选择合适的液体灌入，达到频率与阻尼双重最优。使用时，将该风洞模型阻尼器100放入风洞模型头部空腔处，在风洞模型在风洞试验过程中产生振动时，带动该风洞模型阻尼器100一起振动，阻尼器由此产生的阻尼力，从而抑制风洞模型的振动。该风洞模型阻尼器100能够调节至最优频率与最优阻尼系数，因此能够较好的抑制风洞模型产生的振动，而且对模型外观无影响，不需要单独的控制系统，抑制效果显著。
第二实施例
本实施例提供一种风洞模型组件，该风洞模型组件包括第一实施例提供的风洞模型阻尼器以及模型本体。
进一步地，风洞模型阻尼器放置在模型本体的头部空腔处。该风洞模型阻尼器组件能够有效降低风洞模型试验中风动模型产生大幅值低频振动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (7)

1.一种风洞模型阻尼器，其特征在于，包括：
壳体；所述壳体具有第一侧和相对的第二侧；所述第一侧开设有孔；
质量块，所述质量块设置在所述壳体内，且靠近所述第二侧；
至少两个连接杆；每一个所述连接杆均具有第一端和相对的第二端；每一个所述第一端均固定连接于所述壳体的所述第一侧；每一个所述第二端均为悬臂端；每一个所述悬臂端均固定连接于所述质量块；以及
调节组件；所述调节组件活动连接于所述孔处，且每一个所述连接杆的所述第一端均穿过所述调节组件，所述调节组件能够沿所述连接杆滑动，以调节每一个所述连接杆的所述悬臂端的长度；所述壳体具有内腔体；内腔体设置有阻尼液；调节组件包括调节螺杆和调频滑块；调节螺杆设置在孔内；调频滑块设置在调节螺杆上；通过改变调频滑块的位置，改变阻尼器的基频；调频滑块上设置有至少一个液体通道；每一个液体通道的贯通方向均与安装孔的贯通方向一致；通过设置所述液体通道，使得设置在壳体内腔体中的阻尼液能够从调频滑块中通过。
2.如权利要求1所述的风洞模型阻尼器，其特征在于，
所述调频滑块上设置有至少两个安装孔；
所述连接杆穿过所述安装孔，固定在所述壳体的所述第一侧。
3.如权利要求1所述的风洞模型阻尼器，其特征在于，
所述孔内设置有内螺纹，所述调节螺杆螺纹连接于所述孔。
4.如权利要求1所述的风洞模型阻尼器，其特征在于，
所述调频滑块螺纹连接于所述调节螺杆。
5.如权利要求2所述的风洞模型阻尼器，其特征在于，
所述调频滑块紧贴于所述壳体的内壁，以使所述壳体的内腔体被分隔为两个空间。
6.如权利要求1所述的风洞模型阻尼器，其特征在于，
所述连接杆为不锈钢制成的圆杆。
7.一种风洞模型组件，其特征在于，所述风洞模型组件包括如权利要求1-6任一项所述的风洞模型阻尼器；以及
模型本体，所述风洞模型阻尼器放置在所述模型本体的头部空腔处。
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