一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置，属于风洞试验技术领域，包括基座、连接杆、拉簧、连接管、圆环、弧形块、浮式风机模型、滑块以及活动杆，通过控制位于同一直线的两个滑块交替带动浮式风机模型往复摇摆，能够模拟浮式风机在真实海洋环境中受海浪影响而发生摇摆，同时配合风洞吹出的不同风速，使得风与不同变换位置中风机叶片发生流固耦合，能够测试叶片在不同角度受到的气动载荷等参数，对于叶片的气动外形的改进具有改进帮助。助。助。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置


[0001]本专利技术属于风洞试验
，具体涉及一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置。

技术介绍

[0002]浮式风机是漂浮在海面上的风能发电机，为了测量作用于浮式风机塔筒和叶片上的气动载荷等参数，以便于考虑流固耦合以及利于后期的叶片气动外形的优化，需要对相应的浮式风机模型进行模拟试验，使得制造完成的真实浮式风机能够直接投入使用，因此需要一种试验装置来模拟浮式风机的真实海面工作环境，CN110501139B公开了海浪模拟装置及方法，虽然这种装置能够模拟海浪，但是并不能很好的与浮式风机模型契合，在风洞中进行试验时，不满足真实海洋环境中风浪耦合条件，使得测试的气动载荷等参数不具有参考意义，对于叶片气动外形的改进没有帮助。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置，以解决现有技术中的海浪模拟装置不能很好的与浮式风机模型契合，在风洞中进行试验时，不满足真实海洋环境中风浪耦合条件，使得测试的气动载荷等参数不具有参考意义，对于叶片气动外形的改进没有帮助的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术提供一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置，包括基座和球铰在基座上的连接杆；连接杆的周侧均匀设有若干连接在基座上的拉簧；连接杆远离基座的一端通过第一弹簧滑动套设有一端封闭的连接管；连接管远离封闭端的周侧同轴套设有圆环；圆环的周侧同轴开有第一环形槽；第一环形槽内滑动连接有若干弧形块；连接管的封闭端用于连接浮式风机模型；基座上同轴设有位于连接杆外侧的环形轨道；环形轨道上滑动连接有若干沿连接杆径向设置的滑轨；每个滑轨上滑动连接有与弧形块对应的滑块；弧形块的弧侧壁上球铰有活动杆；活动杆的自由端开有活动槽；活动槽的相对侧壁之间通过垂直于连接杆设置的转轴转动连接有第一气缸；第一气缸垂直于转轴设置，且第一气缸的伸缩端球铰接在滑块上。
[0006]进一步，每个弧形块远离基座的侧壁开有贯穿两侧弧形槽；弧形槽内沿弧形块的径向设有若干依次连接的拼接块；每个拼接块远离基座的一侧同轴开有与弧形槽贯穿方向相同的固定槽；连接管上同轴转动套设有转动环；转动环的周侧沿径向连接有第二气缸；第二气缸的伸缩轴连接有通丝管；通丝管靠近一端的周侧开有连通的通孔；通丝管的另一端连通有中空的容纳筒；容纳筒内转动连接有绕线环；通丝管内穿设有钢丝；钢丝的一端缠绕有绕线环；钢丝的另一端穿出通孔且外漏有端头；固定槽内设置能过卡住端头和夹持钢丝的活动件；转动环的转动，使得钢丝从通孔漏出，并由内到外呈螺旋状依次缠绕在每个拼接块的固定槽上，形成由拼接块间隔开的若干弧形弦；转动环上设有能够拨动弧形弦的拨动
单元。
[0007]进一步，所述基座上设有依次位于环形轨道外侧的若干弧挡板；每个弧挡板同轴转动连接在基座上；每个弧挡板开有贯穿内外周侧的扇形槽；扇形槽沿垂直于基座的相对侧壁之间转动连接有展开轴；扇形槽内通过展开轴转动连接有扇形导板；扇形导板的内周侧呈矩形阵列有若干导向单元；每个导向单元包括沿弧挡板轴向开设的导向槽；导向槽内滑动连接有导向块；导向块上转动连接有椭圆块。
[0008]进一步，所述拨动单元包括开设于转动环的周侧同轴的第二环形槽；第二环形槽内滑动连接有沿径向连接的第三气缸；第三气缸的伸缩轴上垂直连接有竖杆；竖杆远离第三气缸的一端开有拨动槽；拨动槽的相对侧壁之间转动连接有能够与弧形弦接触的拨动杆；拨动杆的周侧与拨动槽的侧壁之间通过第二弹簧连接。
[0009]进一步，所述活动件包括各自连接在固定槽侧壁上的相对设置的U形块；每个U形块的相对侧壁之间通过转动连接有挡条；挡条的一端同名磁极相对，其另一端异常名磁极相对。
[0010]本专利技术的有益效果在于：
[0011]1、通过控制位于同一直线的两个滑块交替带动浮式风机模型往复摇摆，能够模拟浮式风机在真实海洋环境中受海浪影响而发生摇摆，同时配合风洞吹出的不同风速，使得风与不同变换位置中风机叶片发生流固耦合，能够测试叶片在不同角度受到的气动载荷等参数，对于叶片的气动外形的改进具有改进帮助。
[0012]2、浮式风机在海浪中会摇摆的同时，会在波峰和波谷中来回变换，使得浮式风机的高低位置会时刻发生变换，同时，由于海浪的周期并不固定，导致每次在波峰和波谷的变换位置不同，通过转轴带动第一气缸转动，从而使活动杆偏转，活动杆偏转时会作用于弧形块，并带动连接管向靠近连接杆的方向滑动；转轴带动第一气缸转动至初始位置时，连接管回到初始位置，以此实现浮式风机的高度变换，配合滑块的滑动，能够通过控制转轴的转动角度来改变浮式风机模型的高度位置，从而模拟浮式风机在连续变化的海浪周期下的运动情形，从而使风机叶片所受到的气动载荷等参数的测试更全面，对于叶片的气动外形的改进具有改进帮助，使得投入使用后的风机叶片能够适应复杂的海洋环境。
[0013]3、在风浪耦合和风机振动作用下，风机叶片所受的气动载荷等参数不同，通过调整弧形块之间的分布位置，能够调整弧形弦的长短，从而控制振动的频率，从而模拟不同周期的海浪拍打在浮式风机上时，产生的不同振动频率，从而使收集的气动载荷等参数更全面，对于叶片外形的优化提供帮助。
[0014]4、通过改变若干导向单元中导向块的位置，改变风的流向、聚集度、面积等，从而实现与浮式风机模型的不同接触情形，从而在不同接触情形下测量风机模型整体产生的基底力和扭矩，同时配合滑动的滑块和转轴，能够使风从不同角度作用于风机叶片并发生流固耦合效应，以此方便对风机叶片的改进。
[0015]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0017]图1为本专利技术试验装置的整体结构三维图；
[0018]图2为本专利技术试验装置部分结构三维图；
[0019]图3为本专利技术圆环、活动杆和滑块的连接三维图；
[0020]图4为本专利技术弧形块的三维图；
[0021]图5为本专利技术转动环的三维图；
[0022]图6为本专利技术扇形导板的三维图；
[0023]图7为本专利技术图5中A处的局部放大图；
[0024]图8为本专利技术拼接块的三维图。
[0025]附图中标记如下：基座1、连接杆2、拉簧3、连接管4、圆环5、弧形块6、浮式风机模型7、环形轨道8、滑轨9、滑块10、活动杆11、第一气缸12、拼接块13、固定槽14、转动环15、第二气缸16、通丝管17、容纳筒18、端头19、弧挡板20、扇形导板21、导向块22、椭圆块23、第三气缸24、竖杆25、拨动杆26、U形块27、挡条28。
具体实施方式
[0026]如图1～8所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置，其特征在于：包括基座和球铰在基座上的连接杆；连接杆的周侧均匀设有若干连接在基座上的拉簧；连接杆远离基座的一端通过第一弹簧滑动套设有一端封闭的连接管；连接管远离封闭端的周侧同轴套设有圆环；圆环的周侧同轴开有第一环形槽；第一环形槽内滑动连接有若干弧形块；连接管的封闭端用于连接浮式风机模型；基座上同轴设有位于连接杆外侧的环形轨道；环形轨道上滑动连接有若干沿连接杆径向设置的滑轨；每个滑轨上滑动连接有与弧形块对应的滑块；弧形块的弧侧壁上球铰有活动杆；活动杆的自由端开有活动槽；活动槽的相对侧壁之间通过垂直于连接杆设置的转轴转动连接有第一气缸；第一气缸垂直于转轴设置，且第一气缸的伸缩端球铰接在滑块上。2.根据权利要求1所述的一种考虑风浪耦合及浮式风机振动的试验装置，其特征在于：每个弧形块远离基座的侧壁开有贯穿两侧弧形槽；弧形槽内沿弧形块的径向设有若干依次连接的拼接块；每个拼接块远离基座的一侧同轴开有与弧形槽贯穿方向相同的固定槽；连接管上同轴转动套设有转动环；转动环的周侧沿径向连接有第二气缸；第二气缸的伸缩轴连接有通丝管；通丝管靠近一端的周侧开有连通的通孔；通丝管的另一端连通有中空的容纳筒；容纳筒内转动连接有绕线环；通丝管内穿设有钢丝；钢丝的一端缠绕有绕线环；钢丝的另一端穿出通孔且外漏有端头；固定槽内设置能过卡住端头和夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈增顺，张利凯，吴宇，华媛媛，闫磊，黄乐鹏，向煜，黄志，
申请(专利权)人：重庆数字城市科技有限公司重庆鑫昇工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：