專利名稱：一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種車輛模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞 試驗(yàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]為保證機(jī)車的安全運(yùn)行，需要研究機(jī)車在側(cè)向風(fēng)作用下車輛和橋梁的氣動(dòng)力狀 態(tài)?，F(xiàn)已有的車輛模型風(fēng)洞試驗(yàn)裝置中的車輛模型都是靜止的，實(shí)驗(yàn)設(shè)備都僅針對(duì)橋梁或 靜止的車輛單個(gè)物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒有考慮車輛和橋梁間的相互氣動(dòng)作用，然后通過迭代使 車輛和橋梁滿足耦合關(guān)系，沒有將二者組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而實(shí)際情況二者是相互關(guān)聯(lián)的。由 于實(shí)際工況中，列車處于橋梁的氣動(dòng)繞流之中，列車的運(yùn)行必然影響橋梁的氣動(dòng)力，同樣橋 梁也處于列車的氣動(dòng)繞流中，橋梁也必然影響列車的氣動(dòng)力，而現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置均忽略這 些影響，這使得測(cè)試的結(jié)果與實(shí)際情況相差較遠(yuǎn)，從而使試驗(yàn)結(jié)果誤差較大。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在提供一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，本設(shè)備可方便地進(jìn) 行不同風(fēng)向、不同風(fēng)速下側(cè)向風(fēng)對(duì)不同車速的車輛的氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)，其測(cè)試精度高，誤差 ?。徊僮骱?jiǎn)易、方便；并用可適用于多種交通車輛、多種形式的橋梁的氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)，適 用范圍廣。[0004]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn) 設(shè)備，其組成是由設(shè)置在風(fēng)洞內(nèi)的車輛模型、橋梁模型及動(dòng)力裝置組成；[0005]所述的橋梁模型沿長(zhǎng)度為等截面，通過橋梁模型支架固定在風(fēng)洞底板上，橋梁模 型由前、后輔助梁段及前、后輔助梁段中間的測(cè)力梁段組成，測(cè)力梁段下方設(shè)置有橋梁測(cè)力 天平，橋梁測(cè)力天平下端與風(fēng)洞底板相連，上端通過橋梁模型支架與測(cè)力梁段相連；[0006]所述的動(dòng)力裝置的具體組成為固定于地面的導(dǎo)軌支架的上部設(shè)有滑槽導(dǎo)軌，滑 槽導(dǎo)軌位于橋梁模型的上方，且與橋梁模型的長(zhǎng)度相同，滑槽導(dǎo)軌與滑塊匹配，滑塊與其下 部的橫向支架相連，橫向支架通過車輛測(cè)力天平和連接桿與車輛模型相連；滑塊還連接牽 引繩，牽引繩另一端通過滑輪、滾筒與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端相連；[0007]所述的車輛測(cè)力天平和橋梁測(cè)力天平還與數(shù)據(jù)采集及處理裝置相連。[0008]本實(shí)用新型的工作過程和工作原理是工作時(shí)，由風(fēng)洞提供垂直于橋梁方向的側(cè) 向風(fēng)，作用在車輛模型上，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過牽引繩帶動(dòng)滑塊沿滑槽導(dǎo)軌的滑槽運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng) 車輛模型運(yùn)行。通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速可使車輛模型在指定時(shí)間內(nèi)加速到預(yù)定的速度。在車輛 模型[0009]運(yùn)行過程中，安裝在在車輛模型上部的車輛測(cè)力天平測(cè)試車輛所受的側(cè)向風(fēng)的作 用力，安裝在在橋梁下部的橋梁測(cè)力天平測(cè)試橋梁所受的側(cè)向風(fēng)的作用力。測(cè)力天平的信 號(hào)經(jīng)放大后由數(shù)據(jù)采集及處理裝置處理。[0010]測(cè)力梁段兩側(cè)的輔助梁段，用于模擬橋道對(duì)車輛氣動(dòng)繞流的影響；測(cè)力梁段用于測(cè)試橋道梁段的氣動(dòng)力系數(shù)。當(dāng)車輛運(yùn)行在輔助梁段時(shí)，測(cè)力梁段處的天平測(cè)量的為無(wú)車 情況下橋梁的氣動(dòng)力；當(dāng)車輛運(yùn)行于測(cè)力梁段正上方時(shí)，測(cè)量的是車橋組合狀態(tài)下的氣動(dòng) 力。通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及滾筒轉(zhuǎn)速方便地實(shí)現(xiàn)不同車速的設(shè)定。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0012]由于本實(shí)用新型的車輛處于運(yùn)動(dòng)中，因此測(cè)試的結(jié)果中包括了列車的運(yùn)行對(duì)橋梁 的氣動(dòng)力影響，也包括了處于列車的氣動(dòng)繞流中的橋梁對(duì)列車運(yùn)行的影響，因此測(cè)試的結(jié) 果與實(shí)際情況相符，測(cè)試準(zhǔn)確可靠，誤差小。本實(shí)用新型的設(shè)備可以方便地改變風(fēng)速、風(fēng)向 和車輛速度，操作簡(jiǎn)易、方便。同時(shí)，通過車輛模型的選擇，既可模擬多節(jié)的軌道交通車輛 (如火車、輕軌)，也可模擬單一的公路交通車輛(如汽車)。而采用不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁模 型，可模擬各種結(jié)構(gòu)的梁橋如剛構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋和上承式拱橋等與車輛之間的氣動(dòng) 作用。因此本實(shí)用新型的風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備適用于多種車輛模型和多種橋梁模型，其適用范圍 廣。[0013]上述的的車輛模型由前段、中間段和后段三段車體組成，且中間段與前段和后段 不接觸；中間段通過連桿、車輛測(cè)力天平與橫向支架相連，前段和后段通過連接桿與橫向支 架相連，中間段與橋梁模型的測(cè)力梁段等長(zhǎng)。[0014]這樣，中間段用于模擬列車中部的車輛，車輛模型的前段和后段分別模擬頭車和 尾車。對(duì)于中間段而言，前段和后段兩車相當(dāng)于氣動(dòng)力過渡段。通過在前段和后段設(shè)置氣 動(dòng)過渡段，以保證作為測(cè)力段的中間段的氣動(dòng)力穩(wěn)定，減弱車頭和車尾處端部三維繞流的 影響，從而可以更準(zhǔn)確地測(cè)試中間段所受側(cè)風(fēng)的影響，提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。[0015]上述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)。[0016]這樣，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過編程控制，可在指定時(shí)間內(nèi)加速到設(shè)定的速度，加速 完成后能精確設(shè)定轉(zhuǎn)速，并以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。從而模擬在某一指定牽引力作用下車輛所 受側(cè)風(fēng)的影響。[0017]
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

[0018]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]圖2是圖1去掉風(fēng)洞后的放大A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
[0020]實(shí)施例[0021]圖1、2示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
是，一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè) 備，其組成是由設(shè)置在風(fēng)洞3內(nèi)的車輛模型1、橋梁模型2及動(dòng)力裝置組成；[0022]所述的橋梁模型2沿長(zhǎng)度為等截面，通過橋梁模型支架21固定在風(fēng)洞底板31上， 橋梁模型2由前、后輔助梁段22、23及前、后輔助梁段22、23中間的測(cè)力梁段M組成，測(cè)力 梁段M下方設(shè)置有橋梁測(cè)力天平4，橋梁測(cè)力天平4下端與風(fēng)洞底板31相連，上端通過橋 梁模型支架21與測(cè)力梁段M相連；[0023]動(dòng)力裝置的具體組成為固定于地面的導(dǎo)軌支架52的上部設(shè)有滑槽導(dǎo)軌51，滑槽 導(dǎo)軌51位于橋梁模型2的上方，且與橋梁模型2的長(zhǎng)度相同，滑槽導(dǎo)軌51與滑塊53匹配，滑塊53與其下部的橫向支架M相連，橫向支架M通過車輛測(cè)力天平6和連接桿59與車 輛模型1相連；滑塊53還連接牽引繩55，牽引繩55另一端通過滑輪56、滾筒57與驅(qū)動(dòng)電 機(jī)58的輸出端相連；[0024]車輛測(cè)力天平6和橋梁測(cè)力天平4還與數(shù)據(jù)采集及處理裝置相連。[0025]本例的的車輛模型1由前段11、中間段12和后段13三段車體組成，且中間段12 與前段11和后段13不接觸；中間段12通過連桿59、車輛測(cè)力天平6與橫向支架M相連， 前段11和后段13通過連接桿59與橫向支架M相連，中間段12與橋梁模型2的測(cè)力梁段 24等長(zhǎng)。[0026]本例的的驅(qū)動(dòng)電機(jī)58為伺服電機(jī)。[0027]由于車輪擋風(fēng)作用較小，因此，本實(shí)用新型的車輛模型上未設(shè)置車輪。[0028]本實(shí)用新型中滾筒的作用是，牽引繩繞滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)亦發(fā)生平動(dòng)，從而使?fàn)恳?繩均勻地單層纏繞在滾筒上，以避免牽引繩重疊纏繞導(dǎo)致真實(shí)纏繞周長(zhǎng)的變化。[0029]本實(shí)用新型的車輛測(cè)力天平和連接桿可以連接在橫向支架下的不同橫向位置上， 從而可以實(shí)現(xiàn)車輛模型在橋梁模型上方的不同橫向位置上進(jìn)行縱向行使的風(fēng)洞試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，其組成是由設(shè)置在風(fēng)洞C3)內(nèi)的車輛模型(1)、 橋梁模型( 及動(dòng)力裝置組成；所述的橋梁模型( 沿長(zhǎng)度為等截面，通過橋梁模型支架固定在風(fēng)洞底板(31) 上，橋梁模型O)由前、后輔助梁段(22、2；3)及前、后輔助梁段02、23)中間的測(cè)力梁段 (24)組成，測(cè)力梁段04)下方設(shè)置有橋梁測(cè)力天平G)，橋梁測(cè)力天平(4)下端與風(fēng)洞底 板(31)相連，上端通過橋梁模型支架與測(cè)力梁段04)相連；所述的動(dòng)力裝置的具體組成為固定于地面的導(dǎo)軌支架(5 的上部設(shè)有滑槽導(dǎo)軌 (51)，滑槽導(dǎo)軌(51)位于橋梁模型的上方，且與橋梁模型的長(zhǎng)度相同，滑槽導(dǎo)軌 (51)與滑塊(5 匹配，滑塊(5 與其下部的橫向支架(54)相連，橫向支架(54)通過車輛 測(cè)力天平(6)和連接桿(59)與車輛模型(1)相連；滑塊(5 還連接牽引繩(55)，牽引繩 (55)另一端通過滑輪(56)、滾筒(57)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(58)的輸出端相連；所述的車輛測(cè)力天平(6)和橋梁測(cè)力天平(4)還與數(shù)據(jù)采集及處理裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的車輛 模型(1)由前段(11)、中間段(12)和后段(13)三段車體組成，且中間段(12)與前段(11) 和后段(1 不接觸；中間段(1 通過連桿(59)、車輛測(cè)力天平(6)與橫向支架(54)相 連，前段(11)和后段(13)通過連接桿(59)與橫向支架(54)相連，中間段(12)與橋梁模 型⑵的測(cè)力梁段04)等長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng) 電機(jī)(58)為伺服電機(jī)。
專利摘要一種車輛、橋梁模型風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，由設(shè)置在風(fēng)洞內(nèi)的車輛模型、橋梁模型及動(dòng)力裝置組成。橋梁模型由前、后輔助梁段及中間的測(cè)力梁段組成，通過支架固定在風(fēng)洞底板上。測(cè)力梁段下方連接橋梁測(cè)力天平，橋梁測(cè)力天平的下端與風(fēng)洞底板相連；固定于地面的導(dǎo)軌支架的上部設(shè)有滑槽導(dǎo)軌，滑槽導(dǎo)軌位于橋梁模型的上方，滑槽導(dǎo)軌與滑塊匹配，滑塊與其下部的橫向支架相連，橫向支架通過車輛測(cè)力天平和連接桿與車輛模型相連；滑塊還通過牽引繩、滑輪、滾筒與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；車輛測(cè)力天平和橋梁測(cè)力天平還與數(shù)據(jù)采集及處理裝置相連。本設(shè)備的測(cè)試精度高，誤差小；操作簡(jiǎn)易、方便；可用于多種交通車輛、多種形式的橋梁的風(fēng)洞試驗(yàn)，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G01M9/02GK201819793SQ20102056462
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者廖海黎, 李永樂, 高宏力 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)