CN205103002U - 一种列车风洞试验模型支撑装置及列车模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种列车风洞试验模型支撑装置，列车风洞试验模型支撑装置包括支柱部、主体部和天平安装部，支柱部设置于主体部下方，天平安装部设置于主体部上方，支柱部包括多根支柱，每根支柱均穿过转向架轮对，且支柱与转向架轮对无接触。以多根支柱对列车模型进行支撑，多点支撑能够使列车模型更稳固，能够减少因列车模型抖动造成的测量误差；每根支柱均穿过转向架轮对，几乎不会给列车模型增加纵向或侧向受风面积，对风场的干扰极小，保证了试验风场尽可能接近列车实际运行时的风场，从而获得更精确的测试数据。在此基础上本实用新型还公开了一种列车模型。

Description

一种列车风洞试验模型支撑装置及列车模型

技术领域

本实用新型涉及列车风洞试验装置，尤其涉及一种列车风洞试验模型支撑装置及列车模型。

背景技术

高速列车在运行中与空气的相对速度很大，空气高速流过列车车体表面，对列车的行车阻力、车体表面气压和行车稳定性有很大影响，因而须对列车进行空气动力学研究。目前研究的主要手段是风洞试验，即在风洞中设置试验平台，在模拟的行车环境中对列车模型进行风阻、气压和流场等参数测定。试验中，列车模型支撑结构固定在试验平台地基上，测力天平安装于列车模型支撑结构上，列车模型安装在测力天平上。为了获得准确的测试数据，列车模型仅与测力天平接触，测力天平承受整个列车模型的重量和来自列车模型的正面和侧面风阻及相应的转矩。用于安装测力天平的列车模型支撑结构，必须满足在稳定支撑整个系统的同时，尽量减小对模拟环境中的空气流场的干扰。

目前，常规的列车模型支撑装置如图1所示，列车模型外壳4a包覆在列车模型骨架3a上，列车模型骨架3a固定在测力天平2a上，测力天平2a安装在支撑装置1a上。支撑装置1a设置在列车模型底部中间，且受风面积较大，会严重干扰车下风场，造成模拟环境与列车行驶的真实环境相差较大，影响数据精度。

另外，目前常规的支撑方式为为单点支撑，其稳定性较差，列车模型在受到气动载荷时会产生严重抖动，也会影响试验数据的精度。

有鉴于此，亟待针对现有技术进行优化设计，以减少支撑结构对实验数据的精度影响。

实用新型内容

本实用新型提供了一种列车风洞试验模型支撑装置及列车模型，能够减小试验设备对风场的干扰及提高测试精确度。

本实用新型提供了一种列车风洞试验模型支撑装置，包括支柱部、主体部和天平安装部，所述支柱部设置于所述主体部下方，所述天平安装部设置于所述主体部上方，所述支柱部包括多根支柱，每根所述支柱均穿过转向架轮对，且所述支柱与所述转向架轮对无接触。

优选的，所述支柱设置有用于布置试验管线的中空结构。

优选的，所述支柱部设置有调平机构。

优选的，所述支柱与所述支柱部之间为可拆卸连接。

优选的，所述可拆卸连接为所述支柱与所述主体部的轴孔配合连接。

优选的，所述支柱的外形为圆柱体或具有锥度的柱体。

优选的，所述主体部为框架结构，所述框架结构由方钢构成。

一种列车模型，包括若干个模型单元，所述模型单元底部设置有用于适配上述技术方案中任意一项所述的列车风洞试验模型支撑装置的腔体。

优选的，所述模型单元包括模型外壳和模型骨架，所述模型外壳包覆于所述模型骨架上；所述模型外壳包括头型段、天平封板、直线段和底部封板，所述头型段、所述天平封板和所述直线段依次相连，所述底部封板由所述模型单元下方与所述头型段、所述天平封板和所述直线段相连，所述底部封板覆盖所述腔体。

优选的，所述模型单元还包括测压和测力管线，所述测压和测力管线仅从其所在的模型单元的支柱中穿过。

由上述方案可知，本实用新型提供的一种列车风洞试验模型支撑装置，以多根支柱对列车模型进行支撑，多点支撑能够使列车模型更稳固，能够减少因列车模型抖动造成的测量误差；每根支柱均穿过转向架轮对，能够最大程度上减小支柱对列车模型下方的风场影响，从而获得更精确的测试数据。

另外，本实用新型提供的一种由上述列车风洞试验模型支撑装置支撑的列车模型，设置有底部封板，能够阻止列车模型底部气流进入模型内，进一步减小了对风场影响，使得试验数据更精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为现有技术中列车模型的支撑装置；

图2为具体实施方式中所述列车风洞试验模型支撑装置的示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为具体实施方式中所述模型外壳构成示意图。

图1中：1a-支撑装置，2a-测力天平，3a-列车模型骨架，4a-模型外壳；

图2-图4中：1-支柱部，2-主体部，3-天平安装部，4-支柱，5-转向架轮对，6-配合轴，7-方钢，8-模型单元，9-模型外壳，10-模型骨架，11-测力天平，12-头型段，13-天平封板，14-直线段，15-底部封板，16-螺栓，17-腔体，18-天平安装座，19-安装轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，为具体实施方式中所述列车风洞试验模型支撑装置的示意图。

列车风洞试验模型支撑装置，包括支柱部1、主体部2和天平安装部3，支柱部1设置于主体部2下方，天平安装部3设置于主体部2上方，支柱部1包括多根支柱4，每根支柱4均穿过转向架轮对5，且支柱4与转向架轮对5无接触。

试验时，列车风洞试验模型支撑装置的支柱部1穿过转向架轮对5固定于路基骨架上，支柱4与转向架轮对5无接触；天平安装部3上固定有测力天平11，测力天平11上固定模型单元8，转向架和转向架轮对5固定在模型单元8上，不与路基骨架接触。因而，整个列车模型仅与测力天平11接触，保证测力天平11所测得的力仅与列车模型的重力和模型所受风力有关。为了减轻重量，主体部2为框架结构，由方钢7构成。

其中，支柱4从转向架轮对5中穿过的设计，几乎不会给列车模型增加纵向或侧向受风面积，对风场的干扰极小，保证了试验风场尽可能接近列车实际运行时的风场，确保了试验数据的准确。

为了将本支撑装置固定在路基骨架上，支柱4下端设置有安装轴19，安装轴19上设置有螺纹，可以通过螺母和设置有螺纹的安装轴19将支柱4固定于路基骨架之上。路基骨架上沿车长方向开有长槽，支柱4下端的安装轴19在长槽内可调整位置，以适应不同转向架间距的列车模型，增强了本支撑装置的通用性。支柱4的外形为圆柱体或具有锥度的柱体，本实施方式中采用具有锥度的柱体，其刚性较好，使本支撑装置稳定性更好；需要说明的是，支柱4的外形可以根据实际需要进行选择，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。

为了获得准确的试验数据，还需要对列车风洞试验模型支撑装置进行调平。本支撑装置的支柱部1设置有调平机构，该调平机构有多种实现方式，如在路基骨架和支柱4之间添加垫片，以实现调整列车模型安装高度和角度；或设置调平螺母，亦可实现安装高度和角度的调整，此技术措施为本领域技术人员惯用技术手段，本方案不再赘述。

众所周知，试验需要收集列车模型表面的风压及列车所受阻力，因此需要在列车模型上设置众多测压和测力传感器，传感器收集到的信息由管或线传输。为了减小管线对风场的干扰，支柱4设置有中空结构，用于布置测压和测力管线。

另外，如图3所示，图3为图2的A-A视图，示出了列车模型组成及其与列车风洞试验模型支撑装置连接关系。模型单元8包括模型外壳9和模型骨架10，模型外壳9包覆粘接于模型骨架10上，模型单元8底部设置有用于适配列车风洞试验模型支撑装置的腔体17，列车风洞试验模型支撑装置嵌入腔体17中，测力天平11安装于模型骨架10上的天平安装座18上。由于主体部2较长，为了便于运输和安装，支柱4与主体部2之间为可拆卸连接，可拆卸连接为支柱4与所述主体部2的轴孔配合连接，支柱4顶端设置有配合轴6，配合轴6设置有螺纹，配合轴6穿过主体部2上的配合孔，配合轴6末端伸出主体部2，以螺母进行紧固。

模型外壳9采用代木或玻璃钢材料，可有效减小模型重量；模型骨架10由方钢7构成，模型骨架10设置有对称斜筋结构，大幅提高了整个模型刚度，减少了试验过程中模型的变形量。

图4为具体实施方式中所述模型外壳9构成示意图。如图所示，模型外壳9包括头型段12、天平封板13、直线段14和底部封板15，头型段12、天平封板13和直线段14依次相连，底部封板15由模型单元8下方与头型段12、天平封板13和直线段14相连，底部封板15覆盖腔体17。

头型段12、天平封板13和直线段14先与模型骨架10粘接在一起，由列车风洞试验模型支撑装置上方安装至测力天平11上，再从下方将底部封板15安装在模型骨架10上。

另外，试验时会有多个(图中未示出)模型单元8同时测压和测力，现有试验装置的模型单元的测压管线是相连的，因而各个模型单元之间会有力的干涉。为了保证试验数据准确，测压和测力不同时进行，一般先不连接测压管线，进行测力；然后再连接测压管线进行测压。如此以来试验的效率就大大降低了。

针对上述问题，本实用新型提供了一种方案，管线仅从其所在的模型单元8的支柱中穿过，测压和测力管线不会干涉相邻的模型单元8，能保证各个模型单元8之间不会产生相互的作用力，因此可以同时进行测压和测力试验，大大提高了试验效率。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (10)

1.一种列车风洞试验模型支撑装置，包括支柱部、主体部和天平安装部，所述支柱部设置于所述主体部下方，所述天平安装部设置于所述主体部上方，其特征在于，所述支柱部包括多根支柱，每根所述支柱均穿过转向架轮对，且所述支柱与所述转向架轮对无接触。

2.根据权利要求1所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述支柱设置有用于布置试验管线的中空结构。

3.根据权利要求1或2所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述支柱部设置有调平机构。

4.根据权利要求3所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述支柱与所述支柱部之间为可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述可拆卸连接为所述支柱与所述主体部的轴孔配合连接。

6.根据权利要求4所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述支柱的外形为圆柱体或具有锥度的柱体。

7.根据权利要求6所述的列车风洞试验模型支撑装置，其特征在于，所述主体部为框架结构，所述框架结构由方钢构成。

8.一种列车模型，包括若干个模型单元，所述模型单元底部设置有用于适配权利要求1-7中任意一项所述的列车风洞试验模型支撑装置的腔体。

9.根据权利要求8所述的列车模型，其特征在于，所述模型单元包括模型外壳和模型骨架，所述模型外壳包覆于所述模型骨架上；所述模型外壳包括头型段、天平封板、直线段和底部封板，所述头型段、所述天平封板和所述直线段依次相连，所述底部封板由所述模型单元下方与所述头型段、所述天平封板和所述直线段相连，所述底部封板覆盖所述腔体。

10.根据权利要求9所述的列车模型，其特征在于，所述模型单元还包括测压和测力管线，所述测压和测力管线从其所在的模型单元的支柱中穿过。