一种用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置

    专利2026-07-04  17


    本技术属于风洞实验,具体涉及一种低速风洞测试的两自由度模型支撑装置。


    背景技术:

    1、风洞测试是一种进行微型飞行器设计实验、性能测试的重要研究手段。风洞测试实验中,将待测件通过某种装置安装在测力天平上,气流通过待测件时,天平感受到待测件受到的各个方向的力并生成测试结果。在实际测试过程中,待测件固定时存在安装方向固定、攻角调整方法繁琐、支撑装置自由度低、不易装夹等问题。现有几种固定待测件并调整攻角的支撑方法,如《一种风洞模型固定架》,能够二次调节待测件固定高度,但不能精确控制模型攻角和迎风面;再如《一种演示实验用风洞支架》,结构简单,加工难度低,但是在多自由度精确调节方面仍有缺陷;又如《一种用于教学的风洞实验段模型支架》,能较为精确调整攻角,但固定方式并未详述。这些用于实验室内低速风洞的模型支撑装置难以兼具易调节、易加工、易固定和多自由度装夹,使用时需要反复拆装、变更支撑装置,影响工作效率。


    技术实现思路

    1、本实用新型目的在于提供一种用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,使其在多方向、变攻角的要求下,能够简单稳定地将待测件与测力天平连接,从而提高测试效率和准确性。解决了实验室内低速风洞的模型支撑装置难以兼具易调节、易加工、易固定和多自由度装夹,使用时需要反复拆装、变更支撑装置,影响工作效率的问题。

    2、本实用新型解决其技术问题所采用的的技术方案如下:

    3、一种用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,包括测力天平1、待测件夹紧装置,还包括:刻度底座2、对准托盘3、刻度凸圆4,对准托盘3在刻度底座2的上方,对准托盘3底部设有螺栓,刻度底座2上部设有与螺栓匹配的螺母;刻度凸圆4两侧设有轴10,对准托盘3两侧设有与轴10相对应的轴孔;所述的刻度底座2固定在测力天平1上,所述的待测件夹紧装置固定在刻度凸圆4上。

    4、所述对准托盘3的轴孔内设有轴承,轴承与轴10相连;对准托盘3两侧设有蝶形螺栓9,用于定位刻度凸圆4。

    5、所述的对准托盘3的螺栓与刻度底座2的螺母之间设有弹簧13。

    6、所述的对准托盘3的螺栓为矩形螺纹,其牙侧角β=30°,摩擦角ψ=0.1rad。

    7、所述的待测件夹紧装置,包括l型支撑杆5、u型伸缩杆6以及夹紧装置上压片7、下压片8、螺栓11、螺母12;伸缩杆6水平固定在l型支撑杆5上,两个上压片7固定在伸缩杆6的两端,下压片8通过螺栓11和螺母12与上压片7连接;l型支撑杆5的另一部分垂直固定在刻度凸圆4上。

    8、所述刻度凸圆4刻有刻度线,对准托盘3设有对准线①,在对准托盘3内的攻角调节范围是-40°~40°。

    9、所述刻度底座2外圈刻有刻度线,对准托盘3设有对准线②。

    10、本实用新型提供了一种用于测试低速风洞内固定翼型的两自由度模型支撑装置。该装置包括测力天平、刻度底座、对准托盘、刻度凸圆、l型支撑杆、u型伸缩杆、蝶形螺栓等。刻度底座底部安装在测力天平上,顶部与对准托盘通过精密螺纹配合,旋转对准托盘可改变被测件迎风方向;刻度凸圆通过轴架在对准托盘内,旋转凸圆可改变被测件攻角;被测件被压片和螺栓压紧固定,与l型支撑杆上部分保持水平。本装置可实现模型与测力天平的装配,并在风洞来流方向固定的情况下,通过调节支撑装置底座与对准托盘的角度改变来流方向与模型横截面的角度,通过调节攻角调节盘改变模型攻角,具有结构简单、装夹稳定、定位准确的优点。

    11、本实用新型的优点在于:

    12、1.可以通过旋转对准托盘和刻度凸圆,具有两个自由度精确控制待测件横截面相对于来流方向角度与模型攻角的能力,装置测试精度高。

    13、2.两片位于同一水平面的上压片保证在0°攻角的状态下,待测件能够保证绝对水平,压片距离装置主体有一点距离,避免装置主体对气流扰动的影响,结构稳定,测试结果准确。

    14、3.在改变待测件被测角度时,不需要拆卸待测件及支撑装置,手动可调,操作简便,提高测试效率。



    技术特征:

    1.一种用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,包括测力天平(1)、待测件夹紧装置,其特征在于:还包括:刻度底座(2)、对准托盘(3)、刻度凸圆(4),对准托盘(3)在刻度底座(2)的上方,对准托盘(3)底部设有螺栓,刻度底座(2)上部设有与螺栓匹配的螺母;刻度凸圆(4)两侧设有轴(10),对准托盘(3)两侧设有与轴(10)相对应的轴孔;所述的刻度底座(2)固定在测力天平(1)上,所述的待测件夹紧装置固定在刻度凸圆(4)上。

    2.根据权利要求1所述的用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述对准托盘(3)的轴孔内设有轴承,轴承与轴(10)相连;对准托盘(3)两侧设有蝶形螺栓(9),用于定位刻度凸圆(4)。

    3.根据权利要求1或2所述的用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述的对准托盘(3)的螺栓与刻度底座(2)的螺母之间设有弹簧(13)。

    4.根据权利要求3所述的用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述的对准托盘(3)的螺栓为矩形螺纹,其牙侧角β=30°,摩擦角ψ=0.1rad。

    5.根据权利要求4所述的一种用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述的待测件夹紧装置,包括l型支撑杆(5)、u型伸缩杆(6)以及夹紧装置上压片(7)、下压片(8)、螺栓(11)、螺母(12);伸缩杆(6)水平固定在l型支撑杆(5)上,两个上压片(7)固定在伸缩杆(6)的两端,下压片(8)通过螺栓(11)和螺母(12)与上压片(7)连接;l型支撑杆(5)的另一部分垂直固定在刻度凸圆(4)上。

    6.根据权利要求5所述的用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述刻度凸圆(4)刻有刻度线,对准托盘(3)设有对准线①,在对准托盘(3)内的攻角调节范围是-40°~40°。

    7.根据权利要求6所述的用于低速风洞测试的两自由度模型支撑装置,其特征在于:所述刻度底座(2)外圈刻有刻度线,对准托盘(3)设有对准线②。


    技术总结
    本技术公开了一种用于测试低速风洞内固定翼型的两自由度模型支撑装置。该装置包括测力天平、刻度底座、对准托盘、刻度凸圆、L型支撑杆、U型伸缩杆、蝶形螺栓等。刻度底座底部安装在测力天平上,顶部与对准托盘通过精密螺纹配合,旋转对准托盘可改变被测件迎风方向;刻度凸圆通过轴架在对准托盘内,旋转凸圆可改变被测件攻角;被测件被压片和螺栓压紧固定,与L型支撑杆上部分保持水平。本装置可实现模型与测力天平的装配,并在风洞来流方向固定的情况下,通过调节支撑装置底座与对准托盘的角度改变来流方向与模型横截面的角度,通过调节攻角调节盘改变模型攻角,具有结构简单、装夹稳定、定位准确的优点。

    技术研发人员:刘强,徐悦,周晓勤,薛佳恒,王一超,宋砚鑫,刘博涵,郑嘉伟,董世升,徐常皓
    受保护的技术使用者:吉林大学
    技术研发日:20230910
    技术公布日:2024/4/29
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