本发明专利技术为一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，包括至少两个组合节段模型构成的组合模型，每个组合节段模型的两端分别设有一个用于测试组合节段模型气动力的测力天平；组合节段模型的端部固接在用于调节相邻两组合节段模型之间间距和调节组合节段模型的风攻角的组合调节机构上；和/或组合节段模型通过端部的测力天平固接在用于调节相邻两组合节段模型之间间距和调节组合节段模型的风攻角的组合调节机构上；组合节段模型两端均设有一组组合调节机构。实现同步测试组合模型中各个组合节段模型处于不同风攻角状态下的气动力。
【技术实现步骤摘要】
用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置
本专利技术涉及组合节段模型系统气动力同步分离
，具体涉及一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置。
技术介绍
结构总处于相邻构筑物的气动干扰影响中，它实际受到的风荷载往往有别于相关规范中仅适用于单独结构的风荷载条文规定。这种气动干扰非常复杂，通常无法通过理论分析得到，需要开展专题风荷载研究，而节段模型风洞试验是进行此类研究常用的有效手段之一。所谓节段模型，即只考察结构的一部分，将结构这一部分受到的风荷载应用至整体结构，适用于研究绕流二维性较强的结构，如大跨度桥梁等在某一方向尺寸显著大于其它方向的结构。考虑相互气动影响的多个节段模型构成组合节段模型系统，为尽可能深入分析它们的气动干扰规律以给结构设计提供精确的风荷载参数输入，需要同步测试组合节段模型系统中各个模型的气动力。以风-车-桥耦合振动分析为例，常将列车和桥梁视为两个子系统分别进行求解，为此需要得到考虑车桥相互气动干扰影响的列车和桥梁各自的气动力。然而，现有的刚性测力节段模型装置只能实现单一模型气动力的测试，要么忽略周围构筑物的气动干扰，要么逐一对各个模型进行分别测试，大大增加了工作量，且最关键的是该方法不能同步测试各个模型的气动力，丢失了各模型气动力之间的相关性等信息。此外，气动力测试中风攻角的调节一般采用手动，精度难以保证。因此研究一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置已为亟需解决的问题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的缺陷，本专利技术专利提供了一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，能同步测试组合节段模型系统中各模型的气动力，且风攻角调节精度易得到保证。以针对现有刚性测力节段模型装置不能同步测试组合节段模型系统中各模型气动力、风攻角调节精度不高的问题。为了实现上述技术目的，本专利技术专利的技术方案是：一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，包括至少两个组合节段模型构成的组合模型，每个组合节段模型的两端分别设有一个用于测试组合节段模型气动力的测力天平；组合节段模型的端部固接在用于调节相邻两组合节段模型之间间距和调节组合节段模型的风攻角的组合调节机构上；和/或组合节段模型通过端部的测力天平固接在用于调节相邻两组合节段模型之间间距和调节组合节段模型的风攻角的组合调节机构上；组合节段模型两端均设有一组组合调节机构。优选地，组合调节机构包括用于固定定位的角度调节器固定盘、相对于角度调节器固定盘进行转动调节并用于改变组合节段模型的风攻角的角度调节器转动盘以及用于固定角度调节器转动盘与角度调节器固定盘相对位置以固定组合节段模型的风攻角的定位机构；角度调节器转动盘上开设有用于滑动调节的滑槽，组合节段模型通过滑杆匹配连接在滑槽内并可沿滑槽滑动调节，用于调节相邻两组合节段模型之间的间隔距离。优选地，组合节段模型和测力天平通过天平固定块安装在角度调节器转动盘上。优选地，角度调节器固定盘和/或角度调节器转动盘为圆形盘、矩形盘、椭圆盘或者菱形盘。优选地，组合模型中的一个组合节段模型、与该组合节段模型相应的测力天平以及角度调节器转动盘同轴布置，并且同轴布置的组合节段模型、测力天平以及角度调节器转动盘通过贯穿于轴心的转动轴进行同轴转动，以实现组合模型中各个组合节段模型风攻角的一次性调节。优选地，角度调节器固定盘通过固定支架进行固定支撑；转动轴两端分别穿过两端的角度调节器固定盘并转动连接在两端固定支架上。优选地，组合节段模型与组合调节机构之间设有用于减小附属构件对组合节段模型周围流场的干扰的端板。优选地，测力天平从角度调节器转动盘伸向角度调节器固定盘，定位机构固定角度调节器转动盘的同时固定定位相邻两组合节段模型之间的间隔距离。优选地，定位机构包括沿角度调节器转动盘周向开设于角度调节器转动盘上的第一螺栓孔以及开设于角度调节器固定盘上并与第一螺栓孔对应布置的第二螺栓孔以及用于穿接在对应布置的第一螺栓孔与第二螺栓孔上的螺杆；角度调节器转动盘通过螺杆固定在角度调节器固定盘上，并且测力天平或者天平固定块顶抵在角度调节器固定盘上。优选地，滑槽沿角度调节器转动盘的周向布置，相邻两组合节段模型通过滑杆在滑槽内滑动，以同时调节相邻两组合节段模型之间的间距以及组合节段模型的风攻角。便于调节风攻角的组合节段模型气动力同步分离方法的步骤为：(1)根据组合模型系统的几何尺寸，设计圆盘型角度调节器转动盘和圆盘型角度调节器固定盘各一对，一套竖向固定支架支撑圆盘型角度调节器转动盘和圆盘型角度调节器固定盘各一个，共有两套竖向固定支架，调节固定支架之间的间距以满足组合节段模型系统安装要求，并由螺栓将固定支架固定于风洞地板上；(2)将组合模型系统中各个组合节段模型两端分别安装一个测力天平，再固定于圆盘型角度调节器转动盘上，保证组合节段模型之间的间距与原型相似，其中组合节段模型之间的水平、竖向相对几何位置可分别通过组合节段模型沿滑杆轴向移动以及滑杆沿滑槽移动实现；圆盘型角度调节器转动盘、组合模型系统通过转动轴支撑于固定支架上，二者可绕转动轴同心转动；(3)通过匹配圆盘型角度调节器转动盘和圆盘型角度调节器固定盘上设计好的螺栓孔调节风攻角，用螺杆穿过螺栓孔将转动盘固定于圆盘型角度调节器固定盘上，由于组合模型系统固定于圆盘型角度调节器转动盘上，即相当于完成组合模型系统的固定。(4)将测力天平连接到计算机上，把各天平采集到的数据同步记录在计算机上，实现组合模型系统之间各组合节段模型气动力的同步采集；重复上述步骤(3)(4)，可实现不同风攻角下的组合模型系统中各组合节段模型气动力的同步测试。本专利技术的有益技术效果是：通过设于各个组合节段模型两端的测力天平实时获取组合节段模型的气动力数据；通过将组合节段模型组合装载于组合调节机构上，调节相邻两组合节段模型之间的间距以真实的模拟原型结构，以及调节各个组合节段模型的风攻角，以实现对组合节段模型不同风攻角的实时气动力测试，获取相应的气动力测试数据，从而实现同步测试组合模型中各个组合节段模型处于不同风攻角状态下的气动力。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是本专利技术实施例的用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例的角度调节器固定盘的结构示意图；图3是本专利技术实施例的角度调节器转动盘的结构示意图。其中,1、组合模型；101、组合节段模型；2、测力天平；3、组合调节机构；301、角度调节器固定盘；302、角度调节器转动盘；303、定位机构；5、滑槽；6、滑杆；7、天平固定块；8、转动轴；9、固定支架；10、端板；11、第一螺栓孔；12、第二螺栓孔；13、螺杆。具体实施方式下面对本专利技术
技术实现思路
的进一步说明，但并非对本专利技术实质内容的限制。图1是本专利技术实施例的用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例的角度调节器固定盘的结构示意图；图3是本专利技术实施例的角度调节器转动盘的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例的一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，包括至少两个组合节段模型101构成的组合模型1，每个组合节段模型101的两端分别设有一个用于测试组合节段模型101气动力的测力天平2；组合节段模型101的端部固接在用于调节相邻两组合节段模型101之间间距和调节组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，其特征在于，包括至少两个组合节段模型(101)构成的组合模型(1)，每个组合节段模型(101)的两端分别设有一个用于测试组合节段模型(101)气动力的测力天平(2)；组合节段模型(101)的端部固接在用于调节相邻两组合节段模型(101)之间间距和调节组合节段模型(101)的风攻角的组合调节机构(3)上；和/或组合节段模型(101)通过端部的测力天平(2)固接在用于调节相邻两组合节段模型(101)之间间距和调节组合节段模型(101)的风攻角的组合调节机构(3)上；组合节段模型(101)两端均设有一组组合调节机构(3)。
【技术特征摘要】
1.一种用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，其特征在于，包括至少两个组合节段模型(101)构成的组合模型(1)，每个组合节段模型(101)的两端分别设有一个用于测试组合节段模型(101)气动力的测力天平(2)；组合节段模型(101)的端部固接在用于调节相邻两组合节段模型(101)之间间距和调节组合节段模型(101)的风攻角的组合调节机构(3)上；和/或组合节段模型(101)通过端部的测力天平(2)固接在用于调节相邻两组合节段模型(101)之间间距和调节组合节段模型(101)的风攻角的组合调节机构(3)上；组合节段模型(101)两端均设有一组组合调节机构(3)；组合调节机构(3)包括用于固定定位的角度调节器固定盘(301)、用于通过旋转改变组合节段模型(101)的风攻角的角度调节器转动盘(302)以及用于固定角度调节器转动盘(302)与角度调节器固定盘(301)相对位置以固定组合节段模型(101)的风攻角的定位机构(303)；角度调节器转动盘(302)上开设有用于滑动配合的滑槽(5)，组合节段模型(101)通过滑杆(6)匹配连接在滑槽(5)内并可沿滑槽(5)滑动调节，用于调节相邻两组合节段模型(101)之间的间隔距离；风攻角的调节通过角度调节器转动盘和角度调节器固定盘上螺栓孔的匹配实现，其调节精度取决于螺栓孔定位的加工精度，而避免了手动调节方法引起的误差；由于组合模型中各组合节段模型可绕转动轴同心转动，各组合节段模型风攻角的调节为一次完成；组合模型由竖向固定支架支撑，而固定支架由螺栓固定于风洞地板上，两套固定支架之间的间距可随便调节，以适用于不同长度的组合节段模型。2.根据权利要求1所述的用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，其特征在于，组合节段模型(101)和测力天平(2)通过天平固定块(7)安装在角度调节器转动盘(302)上。3.根据权利要求1所述的用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，其特征在于，角度调节器固定盘(301)和/或角度调节器转动盘(302)为圆形盘、矩形盘、椭圆盘或者菱形盘。4.根据权利要求3所述的用于组合节段模型气动力同步分离的模拟装置，其特征在于，组合模型(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹云峰，何旭辉，李欢，贺俊，周佳，
申请(专利权)人：中南大学，高速铁路建造技术国家工程实验室，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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