CN119223579B - 车桥节段模型气动力测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车桥节段模型气动力测试装置，包括相对设置的两框架、安装组件、分度盘、连接单元及第一测力天平、第二测力天平，两框架之间分别在上方和下方设置安装组件，两安装组件上分别转动设置有分度盘，分度盘分别固定连接一连接单元，两连接单元上均安装第一测力天平、第二测力天平；车桥节段模型放置于两个连接单元之间，桥梁模型的两端均固定连接第一测力天平，列车模型的两端均固定连接第二测力天平；分度盘带动车桥节段模型转动以改变风攻角。该气动力测试装置的框架上方和下方的分度盘能够实现同步转动，并带动连接单元及固定在其上的第一测力天平、第二测力天平转动，从而带动桥梁模型及列车模型转动到合适的风攻角进行风洞试验。

Description

车桥节段模型气动力测试装置

技术领域

本申请涉及车桥系统测力的风洞试验设备技术领域，特别是涉及一种车桥节段模型气动力测试装置。

背景技术

随着高速铁路的不断发展，交通流量的不断增加，可征地面积的逐步减少，铁路桥梁和公铁两用桥梁数量日益增多，测定列车和桥相互作用下的气动参数的实验占比正在提升。部分桥梁线路数量多，不同的线路位置，同层及不同层线路之间的相互影响使得车辆、桥梁的气动特性可能发生显著变化，需要测定不同车况下车桥的气动特性。但是现有的实验装置操作步骤较为繁琐，适用范围有限，且在测量不同风攻角时需要进入风洞调节角度，极大影响实验进度。为了提高设备的适用范围，节约资源，同时提高实验效率，设计了该车桥测力装置。

发明内容

本发明提供了一种车桥节段模型气动力测试装置，以解决现有技术中测试装置操作繁琐且适用范围有限的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种车桥节段模型气动力测试装置，包括相对设置的两框架、安装组件、分度盘、连接单元及第一测力天平、第二测力天平，两所述框架之间分别在上方和下方设置所述安装组件，两所述安装组件上分别转动设置有所述分度盘，所述分度盘分别固定连接一所述连接单元，两所述连接单元上均安装所述第一测力天平、所述第二测力天平；车桥节段模型放置于两个所述连接单元之间，桥梁模型的两端均固定连接所述第一测力天平，列车模型的两端均固定连接所述第二测力天平；所述分度盘带动所述车桥节段模型转动以改变风攻角。

进一步地，所述连接单元包括中心连接件、第一固定杆、第二固定杆及滑动杆，所述中心连接件安装于所述分度盘上，所述第一固定杆固定于所述中心连接件上，所述第二固定杆与所述第一固定杆平行间隔设置，所述滑动杆分别可滑动套设于所述第一固定杆及所述第二固定杆上；所述第一测力天平固定于所述中心连接件的顶端，所述第二测力天平可滑动安装于所述滑动杆上。

进一步地，所述中心连接件包括连接板、中心轴及固定板，所述连接板固定于所述分度盘上，所述中心轴固定于所述连接板上，所述固定板固定于所述中心轴上；所述第一固定杆与所述固定板固定连接。

进一步地，所述固定板的数量为两个，两所述固定板间隔平行设置；所述第一固定杆固定于两所述固定板之间，所述第一测力天平固定于上方的所述固定板的顶端。

进一步地，所述第一固定杆、所述第二固定杆、所述滑动杆的数量分别为两个，每一所述第一固定杆的一端固定于所述中心连接件上，另一端可滑动地连接一所述滑动杆；两所述第二固定杆平行间隔设置于所述第一固定杆的两侧，所述滑动杆的两端均可滑动套设于一所述第二固定杆上，且每一所述滑动杆可滑动套设于一所述第一固定杆上。

进一步地，所述安装组件包括安装板和两个安装杆，所述安装杆的两端分别固定于一所述框架上，两所述安装杆相对间隔布设；所述安装板上转动安装一所述分度盘，且所述安装板分别与两所述安装杆固定连接。

进一步地，所述车桥节段模型包括端板、桥梁模型和列车模型，所述桥梁模型的两端部均固定所述端板，所述列车模型的两端穿过所述端板连接所述第二测力天平。

进一步地，所述框架包括橡胶盘、紧固件及相对设置的两横杆、相对设置的两竖杆，相邻的所述横杆与所述竖杆固定连接；所述竖杆的两端均设置所述橡胶盘，所述紧固件将所述橡胶盘固定于所述竖杆上。

进一步地，所述框架还包括高度调节单元，所述高度调节单元的一端固定于所述竖杆上，另一端固定于上方的所述横杆上以使所述横杆沿所述竖杆移动；每一所述竖杆上均设置一所述高度调节单元。

进一步地，所述高度调节单元包括固定件、支撑件及伸缩组件，所述固定件安装于所述竖杆上，所述支撑件固定于所述固定件上，所述伸缩组件的一端固定于所述支撑件上，另一端固定于所述横杆上。

本发明提供的车桥节段模型气动力测试装置，在框架上方及下方的安装组件上均设置分度盘，并通过分度盘固定连接单元，将第一测力天平、第二测力天平均固定于连接单元上，且桥梁模型两端连接第一测力天平，列车模型两端连接第二测力天平；框架上方和下方的分度盘能够实现同步转动，并带动连接单元及固定在其上的第一测力天平、第二测力天平转动，从而带动桥梁模型及列车模型转动到合适的风攻角进行风洞试验。上述气动力测试装置安装简单，操作方便，提高了试验效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例中车桥节段模型气动力测试装置的结构示意图(省略了上方的安装组件)；

图2为图1中安装板与分度盘、连接单元的连接结构示意图；

图3为图1中高度调节单元的结构示意图。

附图标记：

1、框架；

11、竖杆；12、横杆；131、橡胶盘；132、紧固件；14、高度调节单元；141、固定件；142、支撑件；143、伸缩组件；

2、安装组件；21、安装板；22、安装杆；

3、分度盘；

4、连接单元；

411、连接板；412、中心轴；413、固定板；

42、第一固定杆；43、第二固定杆；44、滑动杆；

5、第一测力天平；6、第二测力天平；7、桥梁模型；8、列车模型；9、端板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

本申请实施例提供一种车桥节段模型气动力测试装置，包括相对设置的两框架1、安装组件2、分度盘3、连接单元4及第一测力天平5、第二测力天平6，两框架1之间分别在上方和下方设置安装组件2，两安装组件2上分别转动设置有分度盘3，分度盘3分别固定连接一连接单元4，两连接单元4上均安装第一测力天平5、第二测力天平6；车桥节段模型放置于两个连接单元4之间，桥梁模型7的两端均固定连接第一测力天平5，列车模型8的两端均固定连接第二测力天平6；分度盘3带动车桥节段模型转动以改变风攻角。

本申请实施例中，分度盘3固定连接一连接单元4，并将第一测力天平5与第二测力天平6分别固定在连接单元4上；利用分度盘3带动与测力天平连接的车桥节段模型转动，能够准确地控制车桥节段模型的位置，从而便于模拟任意风攻角的试验工况。具体地，框架1上方和下方的安装组件2分别转动设置分度盘3，两分度盘3上均固定连接单元4，将车桥节段模型安装于两个连接单元4之间。通过程序能够控制两个分度盘3同步转动，从而使车桥节段模型在两个安装组件2之间转动，以调节不同的角度位置。

本申请实施例中，安装组件2上用于转动设置分度盘3，且安装组件2设置于两个框架1之间，可以是板状结构，也可以是杆状结构，其结构不作限制。连接单元4与分度盘3固定连接，在分度盘3带动下转动，第一测力天平5与第二测力天平6分别按照桥梁模型7与列车模型8的位置进行设置。

本申请实施例的车桥节段模型气动力测试装置，在框架1上方及下方的安装组件2上均设置分度盘3，并通过分度盘3固定连接单元4，将第一测力天平5、第二测力天平6均固定于连接单元4上，且桥梁模型7两端连接第一测力天平5，列车模型8两端连接第二测力天平6；框架1上方和下方的分度盘3能够实现同步转动，并带动连接单元4及固定在其上的第一测力天平5、第二测力天平6转动，从而带动桥梁模型7及列车模型8转动到合适的风攻角进行风洞试验。上述气动力测试装置安装简单，操作方便，提高了试验效率。

一些实施例中，连接单元4包括中心连接件、第一固定杆42、第二固定杆43及滑动杆44，中心连接件安装于分度盘3上，第一固定杆42固定于中心连接件上，第二固定杆43与第一固定杆42平行间隔设置，滑动杆44分别可滑动套设于第一固定杆42及第二固定杆43上；第一测力天平5固定于中心连接件的顶端，第二测力天平6可滑动安装于滑动杆44上。

参照图2，本申请实施例中，第一固定杆42、第二固定杆43及滑动杆44分别直接或者间接地通过中心连接件固定于分度盘3上，以在分度盘3的带动下转动。第一固定杆42、第二固定杆43及滑动杆44均可为带有滑槽的铝型材。滑动杆44可滑动地套设于第一固定杆42及第二固定杆43上，第二测力天平6可滑动地安装于滑动杆44上，以便于第二测力天平6能够在沿第一固定杆42的方向上及垂直于第一固定杆42的方向上滑动，从而适应列车模型8处于不同位置的试验工况。第二测力天平6可以通过连接件来实现其在滑动杆44上的移动；连接件可以在滑动杆44上移动。

第二测力天平6连接列车模型8，以测量列车模型8在不同位置情况下不同风攻角的受力情况。第二测力天平6也可以安装多个，以适用于桥梁上有多个列车道的情况。第一测力天平5固定于中心连接件的顶端，用以连接桥梁模型7以测量桥梁模型7在不同风攻角的受力情况。

本申请实施例的气动力测试装置可以使桥梁模型7和列车模型8进行不同角度的同步转动，从而可以适用于任意风攻角的试验工况；并且适用于列车模型8处于不同位置的多种车桥模型，试验效率高，适用范围广。

一些实施例中，中心连接件包括连接板411、中心轴412及固定板413，连接板411固定于分度盘3上，中心轴412固定于连接板411上，固定板413固定于中心轴412上；第一固定杆42与固定板413固定连接。本申请实施例中，连接板411于分度盘3固定连接，避免中心轴412与分度盘3连接不够稳定的情况；固定板413上固定第一固定杆42，以避免中心轴412与第一固定杆42连接不稳定的情况。

进一步地，固定板413的数量为两个，两固定板413间隔平行设置；第一固定杆42固定于两固定板413之间，第一测力天平5固定于上方的固定板413的顶端。本申请实施例中，第一固定杆42可以焊接在两个固定板413之间；或者第一固定杆42的端面分别与第一固定杆42的侧端面焊接。设置两个固定板413，一方面便于在顶端固定连接第一测力天平5，另一方面能够减轻整个中心连接件的重量，即减轻连接单元4的重量，便于分度盘3带动连接单元4及车桥节段模型转动。

一些实施例中，第一固定杆42、第二固定杆43、滑动杆44的数量分别为两个，每一第一固定杆42的一端固定于中心连接件上，另一端可滑动地连接一滑动杆44；两第二固定杆43平行间隔设置于第一固定杆42的两侧，滑动杆44的两端均可滑动套设于一第二固定杆43上，且每一滑动杆44可滑动套设于一第一固定杆42上。

参照图2，第一固定杆42、第二固定杆43及滑动杆44均设置两个，使连接单元4更加平衡，在分度盘3带动下转动时更加平稳。列车模型8可以根据实际需要设置在第一固定杆42的同侧或者两侧。两个滑动杆44的设置还可以适应上下两个桥面通车的桥型。

一些实施例中，安装组件2包括安装板21和两个安装杆22，安装杆22的两端分别固定于一框架1上，两安装杆22相对间隔布设；安装板21上转动安装一分度盘3，且安装板21分别与两安装杆22固定连接。参照图1，本申请实施例中，将安装杆22设置在两框架1之间连接两框架1，利用角钢可以调节两个框架1之间的距离。安装杆22可为带有滑槽的铝型材。框架1的上方和下方分别设置两个安装杆22而非板状结构，能够在增加气动力测试装置稳定性的同时，减轻测试装置的整体重量。通过尺寸较小的安装板21即可将分度盘3固定，安装板21的两端部分别固定在两安装杆22上。具体地，分度盘3分为上下两层，底层板与安装板21固定连接，上层盘转动连接于底层板上；上层盘另一端与中心连接件的连接板411固定连接。分度盘3可以带动中心连接件转动任意的精确角度，然后通过内置的卡槽固定于该角度。

一些实施例中，车桥节段模型包括端板9、桥梁模型7和列车模型8，桥梁模型7的两端部均固定端板9，列车模型8的两端穿过端板9连接第二测力天平6。本申请实施例中，列车模型8根据实际情况设置单车道或多车道；第二测力天平6与列车模型8对应设置。第一测力天平5与桥梁模型7固定连接。

一些实施例中，框架1包括橡胶盘131、紧固件132及相对设置的两横杆12、相对设置的两竖杆11，相邻的横杆12与竖杆11固定连接；竖杆11的两端均设置橡胶盘131，紧固件132将橡胶盘131固定于竖杆11上。本申请实施例中，横杆12、竖杆11均可为带有滑槽的铝型材；可以利用角钢调节横杆12与竖杆11之间的连接位置，以便于不同体积风洞中的支架搭建。橡胶盘131可以通过自身设置的连接部与竖杆11连接，连接部的长短根据实际情况设计，紧固件132能够通过调节连接部的紧固位置改变竖杆11与橡胶盘131的总高度，适应不同大小的风洞试验。

进一步地，框架1还包括高度调节单元14，高度调节单元14的一端固定于竖杆11上，另一端固定于上方的横杆12上以使横杆12沿竖杆11移动；每一竖杆11上均设置一高度调节单元14。参照图1，在横杆12与竖杆11固定连接组成框架1之后，高度调节单元14可以微调横杆12在竖杆11上的固定位置。试验中横杆12重量较大，高度调节单元14节省人力，提高调节效率。每一竖杆11上的高度调节单元14分别根据实际需要进行对应的调节。

具体地，高度调节单元14包括固定件141、支撑件142及伸缩组件143，固定件141安装于竖杆11上，支撑件142固定于固定件141上，伸缩组件143的一端固定于支撑件142上，另一端固定于横杆12上。本申请实施例中，固定件141与竖杆11的连接位置可以调节。支撑件142用于固定伸缩组件143。试验时根据实际需要确定固定件141的位置，使伸缩组件143可以抬高或者降低横杆12的高度。伸缩组件143可以为电控伸缩杆。

将本申请实施例的车桥节段模型气动力测试装置安装在风洞中的操作流程如下：1、将框架1的竖杆11、横杆12及安装组件2的安装杆22根据实际需要的尺寸搭建好，并通过紧固件132将橡胶盘131固定于每一竖杆11的两端，将框架1固定在风洞中。2、利用固定件141、支撑件142将伸缩组件143固定在每一竖杆11上，并将伸缩组件143的一端与对应的横杆12固定连接。3、依照图1按顺序将上下两个安装板21、分度盘3及连接单元4等部件依次连接固定；并固定安装第一测力天平5及第二测力天平6。4、将下部的第一测力天平5与端板9、桥梁模型7底端固定连接；松动上方横杆12的角钢后，通过四个电控伸缩杆调节上方第一测力天平5的位置，使上方的第一测力天平5与桥梁模型7的顶端固定连接，然后重新固定横杆12上的角钢。5、调节滑动杆44与第二测力天平6的位置，使之与列车模型8位置重合，并固定连接列车模型8与第二测力天平6。将第二测力天平6的位置固定。通过上述操作流程将气动力测试装置搭建完毕。

风洞内的风向是固定不变的，因此本申请实施例的车桥节段模型气动力测试装置通过上方和下方的分度盘3同步转动来调整车桥节段模型的角度，从而模拟不同的风攻角，且转动过程中，列车模型8与桥梁模型7的相对位置保持不变。转动到所需要的角度后，分度盘3自动锁定在该角度。当进行风洞试验时，如果只需要改变风攻角，则只需要在风洞外通过与分度盘3对应的M200控制器调节来调节分度盘3的角度即可，无需在风洞内人工测量角度，节省人力和时间，也避免了较大的测量误差。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种车桥节段模型气动力测试装置，其特征在于：包括相对设置的两框架、安装组件、分度盘、连接单元及第一测力天平、第二测力天平，两所述框架之间分别在上方和下方设置所述安装组件，两所述安装组件上分别转动设置有所述分度盘，所述分度盘分别固定连接一所述连接单元，两所述连接单元上均安装所述第一测力天平、所述第二测力天平；

车桥节段模型放置于两个所述连接单元之间，桥梁模型的两端均固定连接所述第一测力天平，列车模型的两端均固定连接所述第二测力天平；所述分度盘带动所述车桥节段模型转动以改变风攻角；

所述连接单元包括中心连接件、第一固定杆、第二固定杆及滑动杆，所述中心连接件安装于所述分度盘上，所述第一固定杆固定于所述中心连接件上，所述第二固定杆与所述第一固定杆平行间隔设置，所述滑动杆分别可滑动套设于所述第一固定杆及所述第二固定杆上；所述第一测力天平固定于所述中心连接件的顶端，所述第二测力天平可滑动安装于所述滑动杆上；

所述中心连接件包括连接板、中心轴及固定板，所述连接板固定于所述分度盘上，所述中心轴固定于所述连接板上，所述固定板固定于所述中心轴上；所述第一固定杆与所述固定板固定连接；

所述车桥节段模型包括端板、桥梁模型和列车模型，所述桥梁模型的两端部均固定所述端板，所述列车模型的两端穿过所述端板连接所述第二测力天平；

所述框架包括橡胶盘、紧固件及相对设置的两横杆、相对设置的两竖杆，相邻的所述横杆与所述竖杆固定连接；所述竖杆的两端均设置所述橡胶盘，所述紧固件将所述橡胶盘固定于所述竖杆上；

所述框架还包括高度调节单元，所述高度调节单元的一端固定于所述竖杆上，另一端固定于上方的所述横杆上以使所述横杆沿所述竖杆移动；每一所述竖杆上均设置一所述高度调节单元。

2.根据权利要求1所述的车桥节段模型气动力测试装置，其特征在于，所述固定板的数量为两个，两所述固定板间隔平行设置；所述第一固定杆固定于两所述固定板之间，所述第一测力天平固定于上方的所述固定板的顶端。

3.根据权利要求1所述的车桥节段模型气动力测试装置，其特征在于，所述第一固定杆、所述第二固定杆、所述滑动杆的数量分别为两个，每一所述第一固定杆的一端固定于所述中心连接件上，另一端可滑动地连接一所述滑动杆；两所述第二固定杆平行间隔设置于所述第一固定杆的两侧，所述滑动杆的两端均可滑动套设于一所述第二固定杆上，且每一所述滑动杆可滑动套设于一所述第一固定杆上。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的车桥节段模型气动力测试装置，其特征在于，所述安装组件包括安装板和两个安装杆，所述安装杆的两端分别固定于一所述框架上，两所述安装杆相对间隔布设；所述安装板上转动安装一所述分度盘，且所述安装板分别与两所述安装杆固定连接。

5.根据权利要求1所述的车桥节段模型气动力测试装置，其特征在于，所述高度调节单元包括固定件、支撑件及伸缩组件，所述固定件安装于所述竖杆上，所述支撑件固定于所述固定件上，所述伸缩组件的一端固定于所述支撑件上，另一端固定于所述横杆上。