基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆制造技术

本发明专利技术提供一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，涉及风洞试验装置技术领域。该支杆包括：支杆基体，支杆基体包括天平段、过渡安装段以及等直段，等直段的一端与天平段衔接，等直段的另外一端与过渡安装段衔接。阻尼层，阻尼层包裹于等直段，阻尼层的一端与天平段抵接，阻尼层的另外一端与过渡安装段抵接。约束层，约束层包裹于阻尼层，约束层的一端与天平段抵接，约束层的另外一端与过渡安装段抵接。约束层的外周面与天平段的外周面、过渡安装段的外周面齐平。等直段与约束层的弹性模量均高于阻尼层的弹性模量。该支杆能够通过振动过程中阻尼层材料反复的剪切变形将振动能量耗散转化，实现模型振动的快速收敛。

【技术实现步骤摘要】
基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆
本专利技术涉及风洞试验装置
，具体而言，涉及一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆。
技术介绍
高速风洞测力试验通常采用尾支撑方式。试验模型通过应变天平、支杆与弯刀机构相连，形成典型的悬臂结构。出于气动干扰的限制，支杆一般设计得较为细长；同时，为了提高天平灵敏度，天平结构刚度也较小，因此，模型支撑系统整体刚度较小。在风洞试验过程中，当受到气流激励时，模型容易发生剧烈振动现象。模型振动问题不仅影响试验数据精准度和试验包线，还可能导致支杆折断，进而危及模型和风洞安全。传统的应对模型振动的方法包括：1.更换支杆、修改模型质量等改变支撑系统结构动力学特性。更换直径更大的支杆虽然可以提高支撑系统刚度，减小振动幅度，但会引入较大的支撑气动干扰，造成数据准度下降；而修改模型质量的方法(如加铅块、或更换模型材料等)并不能保证修改后振动幅度下降，而且成本和时间周期都较高。2.人工及传感器实时监测模型振动水平，采取紧急中止试验等措施。该方法虽然解决了试验安全问题，但是却会限制试验条件，不能获得完整的飞行器包线内试验数据。随着现代飞行器对风洞试验数据精准度及试验包线的要求越来越高，国内外科研机构开始研究各种抑制模型振动问题的方法。目前，研究较多的减振方式主要是基于压电陶瓷作动器的主动减振控制方法。但主动减振方法存在系统复杂、研制成本高、容易出现系统发散的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其能够通过振动过程中阻尼层材料反复的剪切变形将振动能量耗散转化，从而大大的提高了模型支撑系统的机械阻尼，实现模型振动的快速收敛。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术的实施例提供了一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，包括：支杆基体，所述支杆基体包括用于安装应变天平的天平段、用于安装弯刀机构的过渡安装段以及等直段，所述等直段的一端与所述天平段衔接，所述等直段的另外一端与所述过渡安装段衔接；阻尼层，所述阻尼层包裹于所述等直段，所述阻尼层的一端与所述天平段抵接，所述阻尼层的另外一端与所述过渡安装段抵接；约束层，所述约束层包裹于所述阻尼层，所述约束层的一端与所述天平段抵接，所述约束层的另外一端与所述过渡安装段抵接；所述约束层的外周面与所述天平段的靠近所述约束层部分的外周面、所述过渡安装段的靠近所述约束层部分的外周面齐平；所述等直段与所述约束层的弹性模量均高于所述阻尼层的弹性模量。另外，根据本专利技术的实施例提供的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的可选实施例中，所述阻尼层包括阻尼腔囊和弹性阻尼粒，所述阻尼腔囊内部具有腔室，所述弹性阻尼粒可活动地容置于所述阻尼腔囊的所述腔室内。在本专利技术的可选实施例中，所述腔室沿着所述阻尼腔囊的长度方向分布。在本专利技术的可选实施例中，所述腔室沿着所述阻尼腔囊的周向分布。在本专利技术的可选实施例中，所述腔室为方型腔。在本专利技术的可选实施例中，所述方型腔的数量为多个，多个所述方型腔在所述阻尼腔囊的内部均匀间隔分布。在本专利技术的可选实施例中，所述弹性阻尼粒呈球状。在本专利技术的可选实施例中，所述支杆基体与所述阻尼层之间、所述阻尼层与所述约束层之间均为过盈配合。在本专利技术的可选实施例中，所述支杆基体与所述阻尼层之间粘接、所述阻尼层与所述约束层之间粘接。在本专利技术的可选实施例中，所述天平段具有第一圆锥面，所述约束层的一端具有第二圆锥面，所述第一圆锥面与所述第二圆锥面形状契合且抵接；所述约束层的另外一端具有第三圆锥面，所述过渡安装段具有第四圆锥面，所述第三圆锥面与所述第四圆锥面形状契合且抵接；所述第二圆锥面为内锥面，所述第三圆锥面为外锥面。本专利技术的有益效果是：基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆通过支杆基体、阻尼层以及约束层的配合，能够以被动的方式，减小模型支撑系统振动对风洞测力试验数据的影响，拓宽试验包线，安全性和可靠性都较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的实施例1提供的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆及环境元件的示意图；图2为图1中的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆的轴向剖视图；图3为图2的局部断面示意图；图4为图1中的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆的径向局部剖视图；图5为本专利技术的实施例2提供的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆的径向局部剖视图；图6为本专利技术的实施例2提供的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆的轴向剖视图的断面视图；图7为本专利技术的实施例3提供的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆的轴向剖视图；图8为图7的A部分的局部放大图；图9为图7的B部分的局部放大图。图标：100-基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆；10-支杆基体；11-天平段；12-等直段；13-过渡安装段；20-阻尼层；30-约束层；40-阻尼腔囊；41-方型腔；50-弹性阻尼粒；61-第一圆锥面；62-第二圆锥面；63-第三圆锥面；64-第四圆锥面；200-应变天平；300-弯刀机构。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其特征在于，包括：支杆基体，所述支杆基体包括用于安装应变天平的天平段、用于安装弯刀机构的过渡安装段以及等直段，所述等直段的一端与所述天平段衔接，所述等直段的另外一端与所述过渡安装段衔接；阻尼层，所述阻尼层包裹于所述等直段，所述阻尼层的一端与所述天平段抵接，所述阻尼层的另外一端与所述过渡安装段抵接；约束层，所述约束层包裹于所述阻尼层，所述约束层的一端与所述天平段抵接，所述约束层的另外一端与所述过渡安装段抵接；所述约束层的外周面与所述天平段的靠近所述约束层部分的外周面、所述过渡安装段的靠近所述约束层部分的外周面齐平；所述等直段与所述约束层的弹性模量均高于所述阻尼层的弹性模量。

【技术特征摘要】
1.一种基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其特征在于，包括：支杆基体，所述支杆基体包括用于安装应变天平的天平段、用于安装弯刀机构的过渡安装段以及等直段，所述等直段的一端与所述天平段衔接，所述等直段的另外一端与所述过渡安装段衔接；阻尼层，所述阻尼层包裹于所述等直段，所述阻尼层的一端与所述天平段抵接，所述阻尼层的另外一端与所述过渡安装段抵接；约束层，所述约束层包裹于所述阻尼层，所述约束层的一端与所述天平段抵接，所述约束层的另外一端与所述过渡安装段抵接；所述约束层的外周面与所述天平段的靠近所述约束层部分的外周面、所述过渡安装段的靠近所述约束层部分的外周面齐平；所述等直段与所述约束层的弹性模量均高于所述阻尼层的弹性模量。2.根据权利要求1所述的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其特征在于，所述阻尼层包括阻尼腔囊和弹性阻尼粒，所述阻尼腔囊内部具有腔室，所述弹性阻尼粒可活动地容置于所述阻尼腔囊的所述腔室内。3.根据权利要求2所述的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其特征在于，所述腔室沿着所述阻尼腔囊的长度方向分布。4.根据权利要求3所述的基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇西平，路波，余立，曾开春，杨兴华，郭洪涛，吕彬彬，李聪健，闫昱，刘刚，雷鹏轩，刘战强，宋清华，卜洋，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51