本發(fā)明涉及一種風(fēng)洞試驗(yàn)剛性模型的阻力、升力、彎矩和扭矩分量測量裝置，具體是改變傳統(tǒng)的將模型端部(一般是底部)連接在多分量測力天平頂部的做法，而將天平置于模型內(nèi)部合適位置，使模型與天平固結(jié)，從而既可以使天平免受風(fēng)荷載作用，又可以減小模型的懸臂長度、提高模型剛度、充分使用天平各分量量程，最終可以實(shí)現(xiàn)提高試驗(yàn)風(fēng)速和測試精度的目的。
背景技術(shù)：
橋梁、建筑、船艦等剛性模型測力是風(fēng)洞試驗(yàn)常用類型，多分量天平則是測力試驗(yàn)的主要儀器。風(fēng)洞測力試驗(yàn)一般可將天平固定在基座上，其頂面風(fēng)洞底面平齊，將試驗(yàn)?zāi)Ｐ拓Q直固定安裝到天平頂面。對于這種固定的模型方法，模型一端處于長懸臂狀態(tài)，在較小風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生較大彎矩。由于適用于風(fēng)洞試驗(yàn)的天平量程一般力臂(彎矩/力)都比較小(例如，小于0.2m)，而試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷母叨然蜷L度經(jīng)常大于0.5m，甚至超過1m。結(jié)果會導(dǎo)致天平某一分量(通常是彎矩或扭矩)達(dá)到滿量程，而其他分量(通常是力)卻很小。因此，為了不致使天平超量程工作，試驗(yàn)風(fēng)速較低、范圍較窄，試驗(yàn)測試精度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是，針對一些風(fēng)洞試驗(yàn)剛性模型(如橋梁主梁、橋塔、拱肋等節(jié)段模型、高層、高聳建筑結(jié)構(gòu)模型、海洋平臺模型、大型船艦?zāi)Ｐ?，在采用單個(gè)天平進(jìn)行測力時(shí)，常處于大懸臂、大彎矩、天平量程不匹配困境，提出一種將天平置于模型內(nèi)部的測力方法。一方面，保證天平不受風(fēng)荷載影響；另一方面，模型位置可以根據(jù)需要方便調(diào)整，有效減小力臂，實(shí)現(xiàn)天平所受力與力矩(扭矩)與其對應(yīng)量程相匹配的目標(biāo)；再者，由于模型不再處于大懸臂狀態(tài)，因此便于模型的設(shè)計(jì)和減輕模型質(zhì)量，測力系統(tǒng)剛度大大提高。使用相同天平，采用該方法，可以提高試驗(yàn)風(fēng)速和試驗(yàn)精度。
本發(fā)明提供了風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊环N測力裝置，該測力裝置在被測試驗(yàn)?zāi)Ｐ?內(nèi)部接近中間位置固結(jié)安裝剛性隔板2，通過螺栓(便于拆裝)將剛性隔板2和多分量天平3剛性連接；通過螺栓將多分量天平3剛性連接到天平支座4上，其平面尺寸與天平相匹配；天平支座4焊接在鋼管5的頂端，并將鋼管5的另一端焊接底座6上，使用螺栓將底座6與地基基礎(chǔ)固結(jié)相連，以固定整套裝置。
所述的天平支座鋼板厚度一般為4-5mm。
所述的鋼管直徑一般為3-5cm，壁厚一般為2-5mm。
作為一種改進(jìn)的模型測力方法，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)對于相同的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，由于避免了大懸臂試?yàn)狀態(tài)，模型用料厚度可以減小，既降低了造價(jià)，而且整個(gè)測試系統(tǒng)的剛度得到很大提高，模型振動(dòng)減小，試驗(yàn)精度提高；(2)減小了傳統(tǒng)方法風(fēng)荷載作用在天平上的彎矩(扭矩)，使天平各方向量程得到充分使用，進(jìn)而可以提高試驗(yàn)風(fēng)速，增大模型尺寸，最終使得試驗(yàn)結(jié)果更為可靠。
該方法需要的裝置包括多分量測力天平、試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、支撐天平的剛性支座、位于模型?nèi)部合適(一般是在中間)位置、用于將模型固定于天平上的剛性隔板。為保證整套裝置在試驗(yàn)過程中不發(fā)生明顯振動(dòng)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃凸探Y(jié)隔板必須有足夠剛度。
附圖說明
附圖是天平置于模型內(nèi)部測力裝置的構(gòu)造圖。
圖中：1試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?剛性隔板；3多分量測力天平；4天平支座；
5圓形鋼管；6鋼管底座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，以圓柱形模型為例，說明具體實(shí)施方式。
制作試驗(yàn)?zāi)Ｐ?時(shí)，在其內(nèi)部適當(dāng)位置固結(jié)安裝剛性隔板2，通過螺栓(便于拆裝)將剛性隔板2和多分量天平3剛性連接，通過螺栓將多分量天平3剛性連接到天平支座4(厚度4-5mm，平面尺寸與天平相匹配)上，天平支座4焊接在圓形 鋼管5(直徑可在3-5cm范圍內(nèi)，壁厚可在2-5mm范圍內(nèi))的頂端，鋼管5的另一端焊接在鋼管底座6上，鋼管底座6與地基基礎(chǔ)可以通過螺栓固結(jié)相連。