風洞試驗模型的一種測力裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風洞試驗剛性模型的阻力、升力、彎矩和扭矩分量測量裝置，具體是改變傳統的將模型端部(一般是底部)連接在多分量測力天平頂部的做法，而將天平置于模型內部合適位置，使模型與天平固結，從而既可以使天平免受風荷載作用，又可以減小模型的懸臂長度、提高模型剛度、充分使用天平各分量量程，最終可以實現提高試驗風速和測試精度的目的。
【背景技術】
[0002]橋梁、建筑、船艦等剛性模型測力是風洞試驗常用類型，多分量天平則是測力試驗的主要儀器。風洞測力試驗一般可將天平固定在基座上，其頂面風洞底面平齊，將試驗模型豎直固定安裝到天平頂面。對于這種固定的模型方法，模型一端處于長懸臂狀態，在較小風荷載作用下會產生較大彎矩。由于適用于風洞試驗的天平量程一般力臂(彎矩/力)都比較小(例如，小于0.2m)，而試驗模型的高度或長度經常大于0.5m，甚至超過lm。結果會導致天平某一分量(通常是彎矩或扭矩)達到滿量程，而其他分量(通常是力)卻很小。因此，為了不致使天平超量程工作，試驗風速較低、范圍較窄，試驗測試精度較低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是，針對一些風洞試驗剛性模型(如橋梁主梁、橋塔、拱肋等節段模型、高層、高聳建筑結構模型、海洋平臺模型、大型船艦模型)，在采用單個天平進行測力時，常處于大懸臂、大彎矩、天平量程不匹配困境，提出一種將天平置于模型內部的測力方法。一方面，保證天平不受風荷載影響；另一方面，模型位置可以根據需要方便調整，有效減小力臂，實現天平所受力與力矩(扭矩)與其對應量程相匹配的目標；再者，由于模型不再處于大懸臂狀態，因此便于模型的設計和減輕模型質量，測力系統剛度大大提高。使用相同天平，采用該方法，可以提高試驗風速和試驗精度。
[0004]本實用新型提供了風洞試驗模型的一種測力裝置，該測力裝置在被測試驗模型I內部接近中間位置固結安裝剛性隔板2，通過螺栓(便于拆裝)將剛性隔板2和多分量天平3剛性連接；通過螺栓將多分量天平3剛性連接到天平支座4上，其平面尺寸與天平相匹配；天平支座4焊接在鋼管5的頂端，并將鋼管5的另一端焊接底座6上，使用螺栓將底座6與地基基礎固結相連，以固定整套裝置。
[0005]所述的天平支座鋼板厚度一般為4_5mm。
[0006]所述的鋼管直徑一般為3_5cm，壁厚一般為2_5mm。
[0007]作為一種改進的模型測力方法，其優點是:(1)對于相同的試驗模型，由于避免了大懸臂試驗狀態，模型用料厚度可以減小，既降低了造價，而且整個測試系統的剛度得到很大提高，模型振動減小，試驗精度提高；(2)減小了傳統方法風荷載作用在天平上的彎矩(扭矩)，使天平各方向量程得到充分使用，進而可以提高試驗風速，增大模型尺寸，最終使得試驗結果更為可靠。
[0008]該方法需要的裝置包括多分量測力天平、試驗模型、支撐天平的剛性支座、位于模型內部合適(一般是在中間)位置、用于將模型固定于天平上的剛性隔板。為保證整套裝置在試驗過程中不發生明顯振動，試驗模型和固結隔板必須有足夠剛度。
【附圖說明】
[0009]附圖是天平置于模型內部測力裝置的構造圖。
[0010]圖中:I試驗模型；2剛性隔板；3多分量測力天平；4天平支座；5圓形鋼管；6鋼管底座。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖和技術方案，以圓柱形模型為例，說明【具體實施方式】。
[0012]制作試驗模型I時，在其內部適當位置固結安裝剛性隔板2，通過螺栓(便于拆裝)將剛性隔板2和多分量天平3剛性連接，通過螺栓將多分量天平3剛性連接到天平支座4 (厚度4-5_，平面尺寸與天平相匹配)上，天平支座4焊接在圓形鋼管5 (直徑可在3-5cm范圍內，壁厚可在2-5mm范圍內)的頂端，鋼管5的另一端焊接在鋼管底座6上，鋼管底座6與地基基礎可以通過螺栓固結相連。
【主權項】
1.風洞試驗模型的一種測力裝置，其特征在于，在被測模型內部接近中間位置固結安裝剛性隔板，通過螺栓將剛性隔板和多分量天平剛性連接；通過螺栓將多分量天平剛性連接到支座上，其平面尺寸與天平相匹配；天平支座焊接在鋼管的一端，鋼管另一端焊接底座上，使用螺栓將底座與地基基礎固結相連，以固定整套裝置。
2.根據權利要求1所述的一種測力裝置，其特征在于，所述的支座采用鋼板，其厚度4_6mm0
3.根據權利要求1或2所述的一種測力裝置，其特征在于，所述的鋼管直徑為為3-5cm，壁厚為2-5臟。
【專利摘要】本實用新型提供了風洞試驗模型的一種測力裝置。該測力裝置在被測模型內部接近中間位置固結安裝剛性隔板，通過螺栓將剛性隔板和多分量天平剛性連接；通過螺栓將多分量天平剛性連接到天平支座上，其平面尺寸與天平相匹配；天平支座焊接在鋼管的頂端，鋼管另一端焊接底座上，使用螺栓將底座與地基基礎固結相連，以固定整套裝置。其特征是將多分量測力天平置于模型內部合適位置，并與模型剛性連接，由此可以減小試驗模型的懸臂長度，使天平測力量程得到充分利用，從而可以達到增大模型尺寸，提高試驗風速和試驗精度的目的。
【IPC分類】G01M9-06, G01M9-08
【公開號】CN204495538
【申請號】CN201520205247
【發明人】許福友, 袁良東, 葛曉萌, 張哲
【申請人】大連理工大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月8日