CN204495538U - 风洞试验模型的一种测力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了风洞试验模型的一种测力装置。该测力装置在被测模型内部接近中间位置固结安装刚性隔板,通过螺栓将刚性隔板和多分量天平刚性连接;通过螺栓将多分量天平刚性连接到天平支座上,其平面尺寸与天平相匹配;天平支座焊接在钢管的顶端,钢管另一端焊接底座上,使用螺栓将底座与地基基础固结相连,以固定整套装置。其特征是将多分量测力天平置于模型内部合适位置,并与模型刚性连接,由此可以减小试验模型的悬臂长度,使天平测力量程得到充分利用,从而可以达到增大模型尺寸,提高试验风速和试验精度的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风洞试验刚性模型的阻力、升力、弯矩和扭矩分量测量装置,具体是改变传统的将模型端部(一般是底部)连接在多分量测力天平顶部的做法,而将天平置于模型内部合适位置,使模型与天平固结,从而既可以使天平免受风荷载作用,又可以减小模型的悬臂长度、提高模型刚度、充分使用天平各分量量程,最终可以实现提高试验风速和测试精度的目的。
背景技术
桥梁、建筑、船舰等刚性模型测力是风洞试验常用类型,多分量天平则是测力试验的主要仪器。风洞测力试验一般可将天平固定在基座上,其顶面风洞底面平齐,将试验模型竖直固定安装到天平顶面。对于这种固定的模型方法,模型一端处于长悬臂状态,在较小风荷载作用下会产生较大弯矩。由于适用于风洞试验的天平量程一般力臂(弯矩/力)都比较小(例如,小于0.2m),而试验模型的高度或长度经常大于0.5m,甚至超过1m。结果会导致天平某一分量(通常是弯矩或扭矩)达到满量程,而其他分量(通常是力)却很小。因此,为了不致使天平超量程工作,试验风速较低、范围较窄,试验测试精度较低。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是,针对一些风洞试验刚性模型(如桥梁主梁、桥塔、拱肋等节段模型、高层、高耸建筑结构模型、海洋平台模型、大型船舰模型),在采用单个天平进行测力时,常处于大悬臂、大弯矩、天平量程不匹配困境,提出一种将天平置于模型内部的测力方法。一方面,保证天平不受风荷载影响;另一方面,模型位置可以根据需要方便调整,有效减小力臂,实现天平所受力与力矩(扭矩)与其对应量程相匹配的目标;再者,由于模型不再处于大悬臂状态,因此便于模型的设计和减轻模型质量,测力系统刚度大大提高。使用相同天平,采用该方法,可以提高试验风速和试验精度。
本实用新型提供了风洞试验模型的一种测力装置,该测力装置在被测试验模型1内部接近中间位置固结安装刚性隔板2,通过螺栓(便于拆装)将刚性隔板2和多分量天平3刚性连接;通过螺栓将多分量天平3刚性连接到天平支座4上,其平面尺寸与天平相匹配;天平支座4焊接在钢管5的顶端,并将钢管5的另一端焊接底座6上,使用螺栓将底座6与地基基础固结相连,以固定整套装置。
所述的天平支座钢板厚度一般为4-5mm。
所述的钢管直径一般为3-5cm,壁厚一般为2-5mm。
作为一种改进的模型测力方法,其优点是:(1)对于相同的试验模型,由于避免了大悬臂试验状态,模型用料厚度可以减小,既降低了造价,而且整个测试系统的刚度得到很大提高,模型振动减小,试验精度提高;(2)减小了传统方法风荷载作用在天平上的弯矩(扭矩),使天平各方向量程得到充分使用,进而可以提高试验风速,增大模型尺寸,最终使得试验结果更为可靠。
该方法需要的装置包括多分量测力天平、试验模型、支撑天平的刚性支座、位于模型内部合适(一般是在中间)位置、用于将模型固定于天平上的刚性隔板。为保证整套装置在试验过程中不发生明显振动,试验模型和固结隔板必须有足够刚度。
附图说明
附图是天平置于模型内部测力装置的构造图。
图中:1试验模型;2刚性隔板;3多分量测力天平;4天平支座;5圆形钢管;6钢管底座。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,以圆柱形模型为例,说明具体实施方式。
制作试验模型1时,在其内部适当位置固结安装刚性隔板2,通过螺栓(便于拆装)将刚性隔板2和多分量天平3刚性连接,通过螺栓将多分量天平3刚性连接到天平支座4(厚度4-5mm,平面尺寸与天平相匹配)上,天平支座4焊接在圆形钢管5(直径可在3-5cm范围内,壁厚可在2-5mm范围内)的顶端,钢管5的另一端焊接在钢管底座6上,钢管底座6与地基基础可以通过螺栓固结相连。
Claims (3)
1.风洞试验模型的一种测力装置,其特征在于,在被测模型内部接近中间位置固结安装刚性隔板,通过螺栓将刚性隔板和多分量天平刚性连接;通过螺栓将多分量天平刚性连接到支座上,其平面尺寸与天平相匹配;天平支座焊接在钢管的一端,钢管另一端焊接底座上,使用螺栓将底座与地基基础固结相连,以固定整套装置。
2.根据权利要求1所述的一种测力装置,其特征在于,所述的支座采用钢板,其厚度4-6mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种测力装置,其特征在于,所述的钢管直径为为3-5cm,壁厚为2-5mm。
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