一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及风洞测试技术领域，具体公开了一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置及方法，包括两个支撑架和两个悬吊组件，所述支撑架的顶部设置有横梁架，两个所述悬吊组件设置在两个支撑架的横梁架之间；所述悬吊组件包括悬吊轴芯、连接件和悬吊构架，所述悬吊轴芯的两端分别连接在横梁架上，所述连接件套设在所述悬吊轴芯上，所述悬吊构架连接在连接件的底部。本发明专利技术的优点是可以满足列车侧滚运动状态下车辆和桥梁不同来流风攻角的试验要求。状态下车辆和桥梁不同来流风攻角的试验要求。状态下车辆和桥梁不同来流风攻角的试验要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置及方法


[0001]本专利技术涉及风洞测试
，特别是一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置及方法。

技术介绍

[0002]风洞模型试验是研究桥梁与列车系统气动性能最有效的手段之一，可以准确的模拟桥梁对桥上列车的气动干扰特性。而这种试验装置无法开展不同来流风向角的研究
[0003]由于铁路或公路车辆行驶于桥梁的桥面上，目前常见车辆风洞试验模型装置，大部分采用桥梁固定在风洞两侧墙壁上，车辆则通常直接或通过支架放置于桥面上方开展气动特性研究。然而，悬挂式单轨交通作为一种新型城市单轨交通系统，列车悬挂于底部开口的轨道梁下方行驶，无法采用以往的支撑装置悬挂车辆模型。同时，悬挂式单轨列车“单摆”式的结构形式使其对横风的敏感性较强，来流自然风可能导致桥下悬挂列车行驶时发生侧滚运动，从而进一步改变列车的来流风攻角及车桥系统的气动特性。
[0004]悬挂式单轨列车自身运动引起的车
‑
桥系统气动特性变化会在一定程度上影响列车的行车安全性，但目前并没有可靠的试验装置及方案。因此，亟需发展一种悬挂式单轨列车风洞试验装置及方法测量车桥系统的气动特性，开展车体自身侧滚运动引起的不同侧滚角状态对车辆气动特性影响的研究。同时，在保证车辆模型在风洞试验中能单独转动的情况下，还要确保试验模型能方便调节整体风攻角和风向角大小，降低风洞试验所需的时间及费用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置及方法。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，包括两个支撑架和两个悬吊组件，所述支撑架的顶部设置有横梁架，两个所述悬吊组件设置在两个支撑架的横梁架之间；所述悬吊组件包括悬吊轴芯、连接件和悬吊构架，所述悬吊轴芯的两端分别连接在横梁架上，所述连接件套设在所述悬吊轴芯上，所述悬吊构架连接在连接件的底部。
[0007]具体的，所述的支撑架包括底座板和立柱，所述立柱设置有两根，两根立柱固定在底座板上，所述立柱的顶部圆周阵列设置有多个安装孔，所述横梁架的两端均设置有销孔，所述横梁架的销孔与立柱上的安装孔对齐后通过销轴插入对应的销孔和安装孔内使横梁架连接在两根所述立柱之间。
[0008]具体的，还包括轨道梁模型，所述轨道梁模型设置有中央通孔，且轨道梁模型的底部设置开口连通所述中央通孔，所述悬吊轴芯位于所述中央通孔内，所述轨道梁模型的两端固定在两根横梁架上。
[0009]具体的，其中一所述的横梁架上设置有悬吊轴芯角度调节装置，所述悬吊轴芯角
度调节装置包括涡轮、蜗杆、手轮和壳体，所述蜗杆转动设置在壳体内，所述蜗杆的一端设置手轮，所述涡轮与蜗杆啮合，所述涡轮设置在悬吊轴芯的一端。
[0010]具体的，所述悬吊轴芯远离设置涡轮的一端设置有外螺纹，两根所述横梁架上均设置有定位孔，所述悬吊轴芯的两端分别穿过两根横梁架的定位孔，其一端连接涡轮，另一端螺纹连接一拧紧螺母。
[0011]具体的，所述的壳体上设置有角度标尺，所述涡轮上设置有一转轴，所述转轴的一端延伸出壳体并连接一指针，所述指针与角度标尺配合用于显示悬吊轴芯的旋转角度。
[0012]具体的，所述的悬吊轴芯上设置有多个键槽，所述键槽内均设置有滑键，所述的连接件为圆弧开口结构，其两端设置有连接孔，所述悬吊构架的顶部位于连接件的两端之间并设置有固定孔，所述连接孔与固定孔对应并插入螺栓通过螺纹连接一螺母将连接件与悬吊构架连接在一起，所述连接件内侧的顶部设置凹槽，所述凹槽与所述滑键配合。
[0013]一种悬挂式单轨列车风洞测压试验方法，包括以下步骤：
[0014]S1、在悬挂式单轨列车试验模型表面布置测压断面及测压孔，同时在悬挂式单轨列车试验模型内部安装电子压力扫描阀，通过塑料导管连接测压孔和电子压力扫描阀；
[0015]S2、根据试验需求安装悬吊轴芯和悬挂式单轨列车试验模型，并将其布置在两个支撑架上；
[0016]S3、采用电缆将电子压力扫描阀和主机相连；
[0017]S4、设定电子压力传感器采样频率及采样时间的大小；
[0018]S5、设定并保持风洞来流风速恒定，同步测量悬挂式单轨列车试验模型表面压力分布并经过数据处理得出压力系数，其中测压孔的压力系数可以由下式得出：
[0019][0020]式中：C
pi
为第i号测压孔的压力系数，其中i取值为1到30；P
i
(t)为第i号测压孔的压力测量数据；ρ为来流空气密度；U
∞
为来流平均风速；
[0021]S6、根据步骤S4得出的各个测压孔的压力分布系数，采用下述公式计算悬挂式单轨列车试验模型的阻力、升力和力矩气动系数：
[0022]C
D
(t)＝∑C
pi
(t)S
i
sinβ
i
/D
[0023]C
L
(t)＝
‑
∑C
pi
(t)S
i
cosβ
i
/B
[0024]C
M
(t)＝∑C
pi
(t)S
i
(sinβ
i
y
i
+cosβ
i
x
i
)/B2[0025]式中：C
D
，C
D
和C
D
分别为列车测压截面的阻力、升力和力矩气动系数；S
i
为第i号测压孔的特征长度；x
i
和y
i
分别为第i号测压孔在车体坐标系中的横坐标和竖坐标值；β
i
为第i号测压孔的逆时针角度；D和B分别为悬挂式单轨列车试验模型的高度宽度；
[0026]S7、单独调整悬挂式单轨列车试验模型的侧滚角，使其风攻角大小不同于轨道梁模型，重复步骤S5～S6，测试并计算得到当前车体侧滚运动状态下悬挂式单轨列车试验模型的表面压力分布和气动系数。
[0027]本专利技术具有以下优点：
[0028]本专利技术分别固定轨道梁和车辆模型，根据调整悬吊组件及试验模型的数量可以实现悬挂式单轨列车在不同环境下(单线、双线和双车交会等实际情况)的风洞试验，而且整体支撑装置方便拆卸、移动和固定装配，可以满足列车侧滚运动状态下车辆和桥梁不同来流风攻角的试验要求。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的支撑装置侧视结构示意图；
[0030]图2为本专利技术的悬吊组件剖视结构示意图；
[0031]图3为本专利技术的支撑装置正视结构示意图；
[0032]图4为本专利技术的滑键安装结构示意图；
[0033]图5为本专利技术的安装孔结构示意图；
[0034]图6为本专利技术的涡轮与蜗杆配合结构示意图；
[0035]图中：1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：包括两个支撑架(1)和两个悬吊组件，所述支撑架(1)的顶部设置有横梁架(2)，两个所述悬吊组件设置在两个支撑架(1)的横梁架(2)之间；所述悬吊组件包括悬吊轴芯(3)、连接件(4)和悬吊构架(5)，所述悬吊轴芯(3)的两端分别连接在横梁架(2)上，所述连接件(4)套设在所述悬吊轴芯(3)上，所述悬吊构架(5)连接在连接件(4)的底部。2.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：所述的支撑架(1)包括底座板(6)和立柱(7)，所述立柱(7)设置有两根，两根立柱(7)固定在底座板(6)上，所述立柱(7)的顶部圆周阵列设置有多个安装孔(8)，所述横梁架(2)的两端均设置有销孔(9)，所述横梁架(2)的销孔与立柱(7)上的安装孔(8)对齐后通过销轴插入对应的销孔(9)和安装孔(8)内使横梁架(2)连接在两根所述立柱(7)之间。3.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：还包括轨道梁模型(10)，所述轨道梁模型(10)设置有中央通孔，且轨道梁模型(10)的底部设置开口连通所述中央通孔，所述悬吊轴芯(3)位于所述中央通孔内，所述轨道梁模型(10)的两端固定在两根横梁架(2)上。4.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：其中一所述的横梁架(2)上设置有悬吊轴芯角度调节装置，所述悬吊轴芯角度调节装置包括涡轮(11)、蜗杆(12)、手轮(14)和壳体(13)，所述蜗杆(12)转动设置在壳体(13)内，所述蜗杆(12)的一端设置手轮(14)，所述涡轮(11)与蜗杆(12)啮合，所述涡轮(11)设置在悬吊轴芯(3)的一端。5.根据权利要求4所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：所述悬吊轴芯(3)远离设置涡轮(11)的一端设置有外螺纹，两根所述横梁架(2)上均设置有定位孔，所述悬吊轴芯(3)的两端分别穿过两根横梁架(2)的定位孔，其一端连接涡轮(11)，另一端螺纹连接一拧紧螺母。6.根据权利要求4所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：所述的壳体(13)上设置有角度标尺(15)，所述涡轮(11)上设置有一转轴，所述转轴的一端延伸出壳体(13)并连接一指针(16)，所述指针(16)与角度标尺(15)配合用于显示悬吊轴芯(3)的旋转角度。7.根据权利要求1所述的一种用于悬挂式单轨列车风洞测压试验的装置，其特征在于：所述的悬吊轴芯(3)上设置有多个键槽，所述键槽内均设置有滑键(17)，所述的连接件(4)为圆弧开口结构，其两端设置有连接孔，所述悬吊构架(5)的顶部位于连接件(4)的两端之间并设置有固定孔，所述连接孔与固定孔对应并插入螺栓通过螺纹连接一...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍玉龙，翟婉明，蔡成标，朱胜阳，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：