本發(fā)明屬于試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種利用汽車行駛風(fēng)測(cè)試結(jié)構(gòu)三分力系數(shù)的裝置及方法。

背景技術(shù)：

流體力學(xué)方面的風(fēng)洞試驗(yàn)，簡(jiǎn)單地講，就是依據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，將實(shí)物或?qū)嵨锬Ｐ凸潭ㄔ谌斯きh(huán)境中，人為制造氣流流過(guò)，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù).研究氣體流動(dòng)及其與模型的相互作用，以了解實(shí)際物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性的一種空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)方法。

目前國(guó)內(nèi)外風(fēng)洞結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試還存在試驗(yàn)場(chǎng)所占地面積大、能耗高、試驗(yàn)裝置龐大且復(fù)雜和造價(jià)高等缺陷。為此，需要一種簡(jiǎn)便快捷的結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試裝置和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外固定式風(fēng)洞的不足,本發(fā)明的目的是提供一種用于研究風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)的裝置和方法，具體的說(shuō)是一種通過(guò)車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生風(fēng)場(chǎng)，進(jìn)而結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力進(jìn)行測(cè)試研究的移動(dòng)式類風(fēng)洞裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用汽車行駛風(fēng)測(cè)試結(jié)構(gòu)三分力系數(shù)的裝置，包括運(yùn)輸車輛和裝載在車輛貨箱上的設(shè)備柜；所述的設(shè)備柜上設(shè)有試驗(yàn)平臺(tái)，所述的試驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有用于調(diào)整風(fēng)攻角的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)；所述的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有用于固定測(cè)力天平和結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型的支架。

進(jìn)一步，所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型的兩端分別通過(guò)連接桿或直接與兩測(cè)力天平相接，兩測(cè)力天平再固定設(shè)在車頂上的支架。

進(jìn)一步，所述的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有刻度，可以通過(guò)該轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)件與風(fēng)向的夾角。

進(jìn)一步，所述的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)嵌扣于試驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)，圓形轉(zhuǎn)盤(pán)與試驗(yàn)平臺(tái)接觸面均采用小滾珠銜接，以達(dá)到減小摩擦力的目的，使圓心轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)更為平順。

進(jìn)一步，所述的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源于電機(jī)，通過(guò)齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步，設(shè)備柜上設(shè)有風(fēng)向儀和風(fēng)速儀，用于采集實(shí)時(shí)風(fēng)速和風(fēng)向，使試驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。

進(jìn)一步，所述的設(shè)備柜用于安置試驗(yàn)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所需的相關(guān)設(shè)備。

本發(fā)明采用的試驗(yàn)方法包括如下步驟：

第一步：設(shè)置、檢查和調(diào)整該結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試裝置的所有儀器設(shè)備，保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤進(jìn)行；

第二步：將結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型的兩端分別通過(guò)連接桿與兩測(cè)力天平相接，兩測(cè)力天平再固定在設(shè)備柜上的支架上，完成對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型設(shè)置和固定；

第三步：將設(shè)備柜牢靠地安置在運(yùn)輸車輛的貨廂上；

第四步：?jiǎn)?dòng)汽車，并逐步加速，當(dāng)風(fēng)速風(fēng)向測(cè)定儀測(cè)得的風(fēng)速為本次實(shí)驗(yàn)要求的風(fēng)速風(fēng)向，使汽車保持直線勻速行駛，調(diào)整圓形轉(zhuǎn)盤(pán)，使風(fēng)攻角符合本次試驗(yàn)要求；

第五步：采集并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向和三分力系數(shù)；

第六步：若試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生明顯錯(cuò)誤，在重新進(jìn)行試驗(yàn)；

第七步：待試驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)都確認(rèn)無(wú)誤時(shí)，則完成試驗(yàn)；停下汽車，拆卸結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型，關(guān)閉設(shè)備，收整設(shè)備。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單操作便利，能利用真實(shí)的環(huán)境狀況，試驗(yàn)花費(fèi)低廉，可成為風(fēng)洞試驗(yàn)之外有益的補(bǔ)充方法，并可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)三分力系數(shù)的測(cè)定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為設(shè)備柜及試驗(yàn)設(shè)備的正面示意圖；

圖3為試驗(yàn)設(shè)備的俯視圖；

圖4為試驗(yàn)平臺(tái)與圓形轉(zhuǎn)盤(pán)的銜接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試裝置，包括運(yùn)輸車輛1、設(shè)備柜3、試驗(yàn)平臺(tái)4、圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5、支架6、測(cè)力天平7、結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型8和風(fēng)速風(fēng)向測(cè)定儀9。設(shè)備柜3放置在運(yùn)輸車輛1的貨廂2中，試驗(yàn)平臺(tái)4架設(shè)在設(shè)備柜3上面，其中圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5嵌扣于試驗(yàn)平臺(tái)4中，模型支架6固定于圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型8的兩端分別通過(guò)連接桿11與兩測(cè)力天平7相接，測(cè)力天平7再固定在支架6頂端。試驗(yàn)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)放置于試驗(yàn)平臺(tái)下部的設(shè)備柜3內(nèi)。在一個(gè)結(jié)構(gòu)三分力系數(shù)測(cè)試試驗(yàn)中，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型8的兩端分別固定在兩個(gè)測(cè)力天平上，并將該裝置牢靠固定在運(yùn)輸車輛的敞開(kāi)式貨廂上，通過(guò)汽車的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)風(fēng)場(chǎng)，對(duì)該結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型三分力進(jìn)行測(cè)試研究。

試驗(yàn)平臺(tái)上的風(fēng)速風(fēng)向測(cè)定儀用于采集實(shí)時(shí)風(fēng)速和風(fēng)向，使試驗(yàn)結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明設(shè)有設(shè)備柜3，用于放置試驗(yàn)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器所需的相關(guān)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析，保證試驗(yàn)的有效進(jìn)行和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并通過(guò)有線或無(wú)線的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰噹麅?nèi)部，供試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在本發(fā)明中的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)刻度，可以通過(guò)該轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)件與風(fēng)向的夾角。這樣，一方面可以用于研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件不同風(fēng)攻角下的三分力系數(shù)測(cè)試，另一方面可以用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試時(shí)對(duì)自然風(fēng)的修正。是該試驗(yàn)裝置方法更具有適用性和實(shí)用性。

如圖4所示，所述的圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5嵌扣于試驗(yàn)平臺(tái)4內(nèi)，圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5與試驗(yàn)平臺(tái)4接觸面均采用小滾珠10銜接，以達(dá)到減小摩擦力的目的，使圓形轉(zhuǎn)盤(pán)5轉(zhuǎn)動(dòng)更為平順。

當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型三分力系數(shù)進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)時(shí)，其具體試驗(yàn)步驟為：

第一步：設(shè)置、檢查和調(diào)整該結(jié)構(gòu)構(gòu)件三分力系數(shù)測(cè)試裝置的所有儀器設(shè)備，保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤進(jìn)行；

第二步：將結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型兩端分別通過(guò)連接桿測(cè)力天平接，兩測(cè)力天平固定在設(shè)備柜的支架，完成對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型置和固定；

第三步：將設(shè)備柜牢靠地安置在運(yùn)輸車輛的貨廂上；

第四步：?jiǎn)?dòng)汽車，并逐步加速，當(dāng)風(fēng)速風(fēng)向測(cè)定儀測(cè)得的風(fēng)速為本次實(shí)驗(yàn)要求的風(fēng)速風(fēng)向，使汽車保持直線勻速行駛，調(diào)整圓形轉(zhuǎn)盤(pán)，使風(fēng)攻角符合本次試驗(yàn)要求；

第五步：采集并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向和三分力系數(shù)；

第六步：若試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生明顯錯(cuò)誤，在重新進(jìn)行試驗(yàn)；

第七步：待試驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)都確認(rèn)無(wú)誤時(shí)，則完成試驗(yàn)；停下汽車，拆卸結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型，關(guān)閉設(shè)備，收整設(shè)備。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式,所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā),不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng),所作出的種種變換,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。