基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風洞試驗技術領域，具體為一種基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置。
【背景技術】
[0002]為保證移動車輛在橫風作用下的安全運行，需要測試列車在橫向風作用下車輛的氣動特性。試驗時，由風洞提供垂直于橋梁方向的橫向風作用于車輛和橋梁，牽引控制系統(tǒng)控制車量速度，使其按照“加速-平穩(wěn)-減速”的過程移動，并在在平穩(wěn)移動階段測試車輛模型所受的六分力?，F(xiàn)在有移動車輛模型風洞試驗裝置中，受試驗裝置加工精度、測試儀器及牽引控制系統(tǒng)的限制，車輛模型在平穩(wěn)移動過程中，車輛模型不可避免的存在一定的振動，當采用天平測試車輛模型的氣動力時，無法過濾車輛模型慣性力的影響，從而影響測試精度。
【發(fā)明內容】
[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用精密直線滑軌和滑塊明顯減小車輛模型振動的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，技術方案如下:
一種基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，包括車輛模型、測力天平、速度傳感器、牽引系統(tǒng)，以及由支架支撐的橋梁模型，還包括固定設置在所述橋梁模型橋面上的精密直線滑軌，所述精密直線滑軌上設有與牽引系統(tǒng)連接的滑動裝置，所述滑動裝置固定在車輛模型內；所述測力天平通過測力支架固定在所述滑動裝置上；所述速度傳感器設置在所述橋梁模型的橋面上。
[0004]進一步的，所述滑動裝置由一個以上的滑塊通過滑塊連接桿固定連接構成，所述滑塊底部設有U型滑槽，滑槽卡套在所述精密直線滑軌上。
[0005]更進一步的，所述橋梁模型為等截面，橋面上設有用于安裝所述精密直線滑軌的U型軌道槽，U型軌道槽的寬度大于所述滑動裝置的寬度，精密直線滑軌和滑動裝置的接觸面與橋面為同一平面；所述精密直線滑軌下方設有滑軌平臺，滑軌平臺固定在滑軌平臺支撐上，滑軌平臺支撐固定在所述橋梁模型的支架上。
[0006]更進一步的，所述牽引系統(tǒng)包括位于橋梁模型兩端的兩個設置在帶輪架上的帶輪，所述帶輪由伺服電機通過傳動帶驅動；還包括同步帶，所述同步帶繞橋梁模型橋面和橋底以及兩個帶輪一周，且同步帶的兩端分別連接所述滑動裝置的兩端。
[0007]更進一步的，所述牽引系統(tǒng)還包括設置于所述橋梁模型橋底的用于增加同步帶張力的張緊輪。
[0008]更進一步的，還包括起穩(wěn)固作用的底板，所述底板固定在所述橋梁模型的支架之下。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用了精密直線滑軌和滑塊，可大大減小車輛模型在移動過程中的振動，實現(xiàn)車輛模型的高精度平穩(wěn)運行，從而可使測力天平更精確的測試出車輛模型的氣動力，還可測試不同風向、不同風速、不同車速下車輛六分量力；該系統(tǒng)成本低、原理簡單且操作容易；并可適用于多種交通車輛位于不同線路形式時氣動力的風洞試驗，適用范圍很廣。
【附圖說明】
[0010]圖1為橋上移動車輛模型風洞試驗裝置的整體結構示意圖。
[0011]圖2為圖1中A-A處剖面結構示意圖。
[0012]圖中:1、車輛模型；2、橋梁模型；3、滑軌平臺；4、測力天平；5、測力支架；6、滑塊；7、滑塊連接桿；8、同步帶；9、滑軌平臺支撐；10、支架；11、張緊輪；12、底板；13、風洞地板；14、帶輪架；15、帶輪；16、伺服電機；17、傳動帶；18、精密直線滑軌；19、速度傳感器。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明:一種基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，包括車輛模型1、測力天平4、速度傳感器19、牽引系統(tǒng)，以及由支架10支撐的橋梁模型2，還包括固定設置在所述橋梁模型2橋面上的精密直線滑軌18，所述精密直線滑軌18上設有與牽引系統(tǒng)連接的滑動裝置，所述滑動裝置固定在車輛模型I內；設置一定數(shù)量的速度傳感器19在橋梁模型2的橋面上，速度傳感器19為非接觸式傳感器，用于測試滑塊6通過時的速度。橋梁模型2沿長度為等截面，車輛模型I可以是汽車或火車等地面交通工具的模型，本實施例選用列車模型。
[0014]其中，滑動裝置由一個以上的滑塊6通過滑塊連接桿7固定連接構成，所述滑塊6底部設有U型滑槽，滑槽卡套在所述精密直線滑軌18上，本實施例，選用3個滑塊6。精密直線滑軌18與滑塊6是配套的一個系統(tǒng)，通常為合金鋁制品，國內外很多品牌可滿足此要求，其精密度要求一般為P級。滑塊6和精密直線滑軌18間的間隙可控制在30 μ m范圍內，明顯減小了車輛模型I的振動，使采用天平直接精確測試車輛模型I的氣動力成為可能。精密直線滑軌18的尺寸很小(15mm)，嵌入橋面后(高鐵簡支梁模型橋面寬600mm)，對氣流的干擾很小。
[0015]測力天平4為六分量天平，具有單軸過載能力強的特點，與數(shù)據(jù)采集及處理裝置相連。測力天平4固定安裝在車輛模型I中心，位于精密直線滑軌18正上方，通過測力支架5固定于滑塊連接桿7之上。
[0016]橋梁模型2的橋面上設有用于安裝所述精密直線滑軌18的U型軌道槽，U型軌道槽的寬度大于滑塊6的寬度，精密直線滑軌18和滑塊6的接觸面與橋面為同一平面；精密直線導軌8嵌入橋梁模型2橋面的U型軌道槽內，下方設有由矩形鋼板制成的滑軌平臺3，滑軌平臺3固定在滑軌平臺支撐9上，滑軌平臺支撐9固定在橋梁模型2的支架10上，可用于調整滑軌平臺3的豎向平順性。
[0017]牽引系統(tǒng)包括位于橋梁模型2兩端的兩個設置在帶輪架14上的帶輪15和同步帶8，所述同步帶8繞橋梁模型2橋面和橋底以及兩個帶輪15 —周，且同步帶8的兩端分別連接滑塊連接桿7的兩端。橋梁模型2橋底的同步帶8穿過支架10，并通過張緊輪11向下移動來增加同步帶8的張緊力。帶輪15由伺服電機16通過傳動帶17驅動，帶動同步帶8牽引滑塊連接桿7，從而實現(xiàn)車輛模型I在橋面上運動，并用速度傳感器19測試滑塊6通過時的速度，檢驗牽弓I系統(tǒng)的準確性。
[0018]采用同步帶8是因為:同步帶8具有傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；傳動效率高，可達0.98，節(jié)能效果明顯等特點。同步帶8的傳動效果明顯比鋼絲繩或皮帶高，它可以更準確的控制車輛模型I的滑動速度，可使模擬試驗更接近實際情況。
[0019]橋梁模型2的支架10下還固定有底板12，底板12為一水平鋼板，起穩(wěn)固作用，試驗時置于風洞地板13之上。
[0020]工作時，由風洞提供垂直于橋梁方向的橫向風作用于車輛模型I和橋梁模型2，伺服電機16驅動同步帶8牽引滑塊6運動，通過控制伺服電機16的轉速控制車速，車輛模型I運動之前，測力天平4開始采集車輛模型I所受的六分力數(shù)據(jù)，在車輛經(jīng)過“加速-平穩(wěn)-減速”的運動過程后，停止采集；并采用速度傳感器19測試車輛的運動速度。數(shù)據(jù)處理時采用平穩(wěn)段的數(shù)據(jù)。本裝置可進行雙車交會、隊列行車及超車試驗，經(jīng)過對橋面適當改造后，還可測試車輛通過隧道口時車輛的氣動力。
【主權項】
1.一種基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，包括車輛模型(1)、測力天平(4)、速度傳感器(19)、牽引系統(tǒng)，以及由支架(10)支撐的橋梁模型(2)，其特征在于，還包括固定設置在所述橋梁模型(2)橋面上的精密直線滑軌(18)，所述精密直線滑軌(18)上設有與牽引系統(tǒng)連接的滑動裝置，所述滑動裝置固定在車輛模型(I)內；所述測力天平(4)通過測力支架(5)固定在所述滑動裝置上；所述速度傳感器(19)設置在所述橋梁模型(2)的橋面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，其特征在于，所述滑動裝置由一個以上的滑塊(6 )通過滑塊連接桿(7 )固定連接構成，所述滑塊底部設有U型滑槽，滑槽卡套在所述精密直線滑軌(18)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，其特征在于，所述橋梁模型(2 )的橋面上設有用于安裝所述精密直線滑軌(18 )的U型軌道槽，U型軌道槽的寬度大于所述滑動裝置的寬度，精密直線滑軌(18)和滑動裝置的接觸面與橋面為同一平面；所述精密直線滑軌(18)下方設有滑軌平臺(3)，滑軌平臺(3)固定在滑軌平臺支撐(9)上，滑軌平臺支撐(9)固定在所述橋梁模型(2)的支架(10)上。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，其特征在于，所述牽引系統(tǒng)包括位于橋梁模型(2)兩端的兩個設置在帶輪架(14)上的帶輪(15)，所述帶輪(15)由伺服電機(16)通過傳動帶(17)驅動；還包括同步帶(8)，所述同步帶(8)繞橋梁模型(2)橋面和橋底以及兩個帶輪(15)—周，且同步帶(8)的兩端分別連接所述滑動裝置的兩端。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，其特征在于，所述牽引系統(tǒng)還包括設置于所述橋梁模型(2)橋底的用于增加同步帶(8)張力的張緊輪(11)。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，其特征在于，還包括起穩(wěn)固作用的底板(12)，所述底板(12)固定在所述橋梁模型(2)的支架(10)之下。
【專利摘要】一種基于精密直線滑軌的橋上移動車輛模型風洞試驗裝置，包括車輛模型、測力天平、速度傳感器、牽引系統(tǒng)，以及由支架支撐的橋梁模型，還包括固定設置在所述橋梁模型橋面上的精密直線滑軌，所述精密直線滑軌上設有與牽引系統(tǒng)連接的滑動裝置，所述滑動裝置固定在車輛模型內；所述測力天平通過測力支架固定在所述滑動裝置上；所述速度傳感器設置在所述橋梁模型的橋面上。本發(fā)明采用了精密直線滑軌和滑塊，可大大減小車輛模型在移動過程中的振動，實現(xiàn)車輛模型的高精度平穩(wěn)運行，從而可使測力天平更精確的測試出車輛模型的氣動力，還可測試不同風向、不同風速、不同車速下車輛六分量力；該系統(tǒng)成本低、原理簡單且操作容易；適用范圍很廣。
【IPC分類】G01M9-00
【公開號】CN104655390
【申請?zhí)枴緾N201510075250
【發(fā)明人】向活躍, 李永樂, 徐昕宇, 張明金, 廖海黎
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月12日