CN210834085U - 一种用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，包括主体、尾盖、中板、底板；所述主体为汽车车身模型框架，其前半部分为发动机舱、驾驶员舱；所述发动机舱与驾驶员舱均为空腔；所述主体后半部分乘员舱和后车厢位置为空腔，所述中板与底板与主体拼接，封闭所述空腔；所述乘员舱前排部分背面设有榫槽；所述中板上面放置尾盖，所述尾盖前端设有榫头，插入所述乘员舱前排部分的背面榫槽内，尾盖下端边缘与主体后半部分框架拼接后外表面平齐,车身各表面开有若干个测压孔；该模型大大减轻模型重量，便于搬运和调整；同时还便于内置安装测量仪器，可避免因外置测量仪器而产生扰流，对实验数据造成干扰，并可替换尾盖，进行对比研究。

Description

一种用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型

技术领域

本实用新型涉及汽车空气动力学技术领域，更具体地，涉及一种用于汽车风洞实验研究的Mira拆分结构模型。

背景技术

汽车空气动力学是空气动力学的一个重要分支，随着中国汽车工业的发展，汽车空气动力学的作用日益突出。

通过风洞实验采集气动力、表面压力、流场信息等数据，是目前汽车空气动力学研究的基础性数据，由于实验采集的数据的工况多，需要多次对模型的姿态进行调整。

Mira模型是国际上进行汽车空气动力学研究时用的类车体模型，目前在对该模型进行加工时，一般是整体式的实心模型。显然，在风洞试验时，因为模型是整体实心，测量表面压力时的压力阀只能通过引线安装到车体模型外面，从而会造成物体扰流，干扰测量数据；整体实心的模型多次搬动调整，也费时费力；模型安装时也没有考虑到与天平测量系统连接后，如何消除模型受风后上下的窜动问题。这些问题的存在，使得试验误差增大，劳动强度和时间消耗增加。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种用于汽车风洞实验研究的Mira拆分结构模型，包括主体、尾盖、中板、底板；所述主体为汽车车身模型框架，其前半部分为发动机舱、驾驶员舱；所述发动机舱与驾驶员舱均为空腔；所述主体后半部分乘员舱和后车厢位置为空腔，所述中板与底板与主体拼接，封闭所述空腔，接合处均外表面平齐，板间接缝无槽；所述驾驶员舱背面设有两个榫槽；所述中板上面放置尾盖；所述尾盖前端设有两个榫头，插入驾驶员舱背面榫槽内，尾盖下端边缘与主体后半部分框架拼接后外表面平齐，从而围成一空腔，空腔空间用于安置压力扫描阀；所述主体、尾盖、中板、底板组成一完整的车辆车身，所述主体与尾盖的纵向接合面设置于驾驶员舱的最大截面处，水平接合面设置于后车厢水平平分面处，车身各表面开有若干个测压孔，车身各表面开有若干个测压孔。

进一步地，所述中板、底板的与主体之间的接合方式均为螺丝连接。

进一步地，所述尾盖与主体尾端之间设有一对螺丝连接。

进一步地，所述螺丝连接采用的连接件为沉头螺钉或沉头螺栓。

进一步地，所述模型还包括设置于车身主体下部四个车轮，车轮为半圆形。

进一步地，所述车轮的踏面上设有一竖直孔。

进一步地，所述车轮的轮盘上设有一螺纹孔；所述螺纹孔与所述竖直孔交叉。

进一步地，所述若干个测压孔布置于车身各部件的一侧。

进一步地，所述车身表面各个测压孔内插有管嘴套环。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型所提供的用于汽车风洞实验研究的Mira拆分结构模型包括多个空腔结构，故其结构较轻巧，便于安装、拆卸与搬运；同时空腔内的内置测量仪器，可避免因外置测量仪器而产生扰流，对实验数据造成干扰。

2.本实用新型所提供的Mira拆分结构模型由各个部件拼接而成，易于加工且损坏后易更换，各部件拼接面平整，符合车身的平滑度要求，减少试验误差。

3.本实用新型所提供的Mira拆分结构模型包括具有多个可替换的尾盖，可模拟多种车型的尾部结构，进行对比研究，并且只需一个主体即可配合多个尾盖使用，节省成本。

4.本实用新型所提供的Mira拆分结构模型的安装方法可实现对模型锁死，防止模型在受到较大气动力时不发生振动与位移，确保采集的数据精确可靠。

5.本实用新型所提供的Mira拆分结构模型的各表面设有若干测压孔，便于测量用具的布置，以实现对车辆上下表面压力的精确测量。

6.本实用新型所提供的Mira拆分结构模型的主体体与尾盖的纵向接合面设置于驾驶员舱的最大截面处，水平接合面设置于后车厢水平平分面处，既可最大程度地保证了安装测压仪器空腔的体积，又避免了接缝对试验的准确性造成影响。

附图说明

图1为本实用新型提供的Mira拆分结构模型结构示意图；

图2为本实用新型提供的Mira拆分结构模型的主体结构示意图；

图3为本实用新型提供的Mira拆分结构模型的部分结构示意图；

图4为本实用新型提供的Mira拆分结构模型的的尾盖结构示意图；

图5为本实用新型提供的不同尾盖的Mira拆分结构模型；

图6为本实用新型提供的不同尾盖的Mira拆分结构模型对比图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

一种用于汽车风洞实验研究的Mira拆分结构模型，包括主体1、尾盖2、中板3、底板4；如图2所示，所述主体为汽车车身模型框架，其前半部分为发动机舱、驾驶员舱，其内部均为空腔；后半部分后乘员舱和行李厢位置也为空腔，中板3与底板4与主体1拼接，封闭所述各个空腔，接合处均外表面平齐，板间接缝无槽，如图3所示；车身主体下部对称布置有四个半圆形车轮6，车轮6的踏面上设有一竖直孔9，车轮6的轮盘上设有一螺纹孔10；螺纹孔10与所述竖直孔9交叉，如图2，这样设置便于之后的模型固定。

如图1、2、3、4；中板3上放置尾盖2；所述尾盖2为汽车后乘员舱或后车厢形状，其前端设有两个榫头7，驾驶员舱背面设有两个榫槽5，安装时，榫头7插入驾驶员舱背面榫槽5内，尾盖2下端边缘与主体后半部分框架拼接后平齐，从而在车身内部围成一空腔，空腔空间用于安置压力扫描阀，主体1尾端与尾盖2下缘的接合处设置一对螺丝固定连接，榫接可确保接合处平整无缝；中板3、底板4的与主体1之间的接合方式均为螺丝连接，且螺丝连接件采用沉头螺钉或沉头螺母，这样可以尽可能保持模型表面平整，不会因连接件凸起而产生扰流，影响实验精确度。

所述模型具体工作方式如下：所述Mira拆分结构模型组装完成后安装于风洞实验专用的的天平测量系统上（图中未示出），该天平测量系统的设有一应变天平，应变天平由于具有质量轻、体积小、适用性强、成本低等优点在汽车风洞中被广泛应用，应变天平的的弹性元件上贴有应变片，当受到气动力的作用时，应变片发生变形，应变片输出的信号根据其变形程度而发生改变，由此可对气动力及气动力矩进行测量。

之后，固定完成的模型在风洞试验室内接受各种模拟工况的测试并进行数据采集。所述主体1、尾盖2、中板3、底板4组成一完整的车辆车身，风洞所产生的气流经过模型时会产生极其类似于汽车在真实工况中行驶时气流的流场，对模型产生相应的气动力，所述模型的各表面均设有若干个测压孔8，这些测压孔8内均插有管嘴套环（图中未示出），管嘴套环通过可溶胶粘在测压孔8内，每一个测压孔8内布置的管嘴套环即为一个测压点，通过对这些测压点进行测量即可大致得到所处工况下车辆表面压力。

具体测压方式如下：在尾盖2与主体1之间的腔室内安装了电子压力扫描阀的测压模块，该测压模块含有若干个压阻传感器，各传感器通过多条细软管分别与测压孔8内的管嘴套环连接；所述电子压力扫描阀外接计算机，当测压模块处于测量状态时，由计算机上的软件程序控制测压点选通接口，按规定的采样频率和采样持续时间分别与各测压模块不同传感器相连，此时的传感器信号先经低通滤波器处理，变换后存入计算机内存内，待一个模拟工况全部数据测完后，再存入计算机硬盘中等待处理，如此一来，关于模拟工况中车辆后半段上下表面各处的表面压力即可完成采集；同理测压阀可置于主体1的驾驶员舱的空腔内，细软管插入车身前半段各测压孔8内的管嘴套环，这样可测得车身前半段上下表面各处表面压力；或者在驾驶员舱的背板上开设一开口，便于安装于任意空腔内的测压阀连接的细软管延伸至车身各处，测量表面压力。

上述测量方式的优点在于，其基于本实用新型提供的Mira拆分结构模型具有空腔结构的特点，将测压阀布置在空腔内，多条测压用的细软管也密布于主体内部，可避免因测压仪器布置在外侧而发生扰流，干扰试验结果；同时主体与尾盖的纵向接合面设置于驾驶员舱的最大截面处，主体与尾盖的水平接合面设置于后车厢水平平分面处，这样设置的优点在于可追求最大体积的空腔结构，便于安装测压装置；同时避免了将接缝设置于车身上弯折处，这些弯折处的流场变化较敏感，由于接缝的存在，极易使其流场发生剧烈变化，影响测量结果的准确性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，基于尾盖与主体之间为榫卯连接，且尾盖为壳状结构，轻巧易拆卸，本实用新型所提供的Mira拆分结构模型具有多个可替换安装的不同造型尾盖2，每一尾盖均能平齐地拼接在主体上并予以固定。试验过程中可轻松对尾盖2进行更换从而实现换背，相比传统实心模型，该模型方便进行对比研究的同时节省了材料，只需一个主体配合各个不同的尾盖即可变换为多个模型。

如图5、6所示，主体1上分别装配上不同倾斜角的尾盖21、22、23，从而可以达到将车型设定为三厢车、斜背式两厢车与直背式两厢车并分别进行试验的目的。

实施例3

本实施例中提供一种实施例1与实施例2所述的模型的安装固定方法。

在风洞中进行试验时，如果模型安装不牢，极有可能造成试验结果不准确，甚至是意外事故的发生，因此，必须将汽车模型牢固地安装在天平测量系统上。本实施例中，应变天平支撑面上设有4个整齐布置的支柱（图中未示出），同时如图2所示所述模型4个车轮6的踏面上分别设有的竖直孔9，该竖直孔能与天平上的支柱以孔轴配合的方式连接，即将天平支撑面支柱分别插入对应支撑柱的孔内即可完成模型的初步固定，但是为了方便安装，模型支撑柱底部孔的直径会比天平支柱直径大2毫米，否则很难将天平4个支柱同时插模型支撑柱底部的孔中，因此这就造成了模型在受到较大的气动力时可能会有轻微的振动，从而导致试验时模型的姿态略偏离初始位置。为了避免上述问题的发生，需要对模型和天平之间设置一刚性连接：如图2所示在各车轮的轮盘上开有一螺纹孔10，通过机敏沉头螺钉与所述的撑柱径向方向的螺纹孔形成螺旋连接，旋合紧后，沉头螺钉末端穿过螺纹孔与径向的天平测量系统的支柱进行压紧，从而形成锁死状态，以防止风洞试验中模型受风力作用后，沿着支柱上下的移动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，包括主体、尾盖、中板、底板；所述主体为汽车车身模型框架，其前半部分为发动机舱、驾驶员舱；所述发动机舱与驾驶员舱均为空腔；所述主体后半部分乘员舱和后车厢位置为空腔，所述中板与底板与主体拼接，封闭所述空腔，接合处均外表面平齐，板间接缝无槽；所述乘员舱前排部分背面设有榫槽；所述中板上面放置尾盖，所述尾盖前端设有榫头，插入所述乘员舱前排部分的背面榫槽内，尾盖下端边缘与主体后半部分框架拼接后外表面平齐，从而围成一空腔，空腔空间用于安置压力扫描阀；所述主体、尾盖、中板、底板组成一完整的车辆车身，所述主体与尾盖的纵向接合面设置于乘员舱的最大截面处，水平接合面设置于后车厢水平平分面处；车身各表面开有若干个测压孔。

2.根据权利要求1所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述中板、底板的与主体之间的接合方式均为螺丝连接。

3.根据权利要求1所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述尾盖与主体尾端之间设有一对螺丝连接。

4.根据权利要求2或3所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述螺丝连接采用的连接件为沉头螺钉或沉头螺栓。

5.根据权利要求1所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，还包括设置于车身主体下部四个车轮，车轮为半圆形。

6.根据权利要求5所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述车轮的踏面上设有一竖直孔。

7.根据权利要求6所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述车轮的轮盘上设有一螺纹孔；所述螺纹孔与所述竖直孔交叉。

8.根据权利要求1所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述若干个测压孔布置于车身各部件的一侧。

9.根据权利要求8所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述车身表面各个测压孔内插有管嘴套环。

10.根据权利要求1所述的用于汽车空气动力学研究的Mira拆分结构模型，其特征在于，所述尾盖形状可为三厢车尾部形状、斜背或直背两厢车尾盖形状。

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