气动弹性颤振发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气动弹性颤振发生装置，其中包括：一个翼段，一个台架，耦合在所述台架与所述翼段之间的平移回复装置，和耦合在所述台架与所述翼段之间的扭转回复装置。本发明专利技术可以使气动弹性现象易于肉眼观察，沉浮刚度和扭转刚度可调，并且具有限位保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气动弹性颤振发生装置，具体涉及一种翼段颤振及发散发 生装置。
技术介绍
颤振是航空领域很重要的一种现象。虽然一些大学早有气动弹性课程，也 有一些技术人员从事气动弹性方面的研究，但是还没有人设计、提供人工颤振 发生装置，这不仅给研究者理解和研究气动弹性造成一定的困难，使研究者设 计的很多关于气动弹性的主动抑制控制律很少可以得到试验的验证，而且也使 对颤振现象的可能利用变得更加困难。例如，如何设计一种气动弹性颤振发生装置，使其首先，可以在低速风 洞中发生典型翼段的颤振及发散气动弹性现象；其次，可以作为一个研发平台， 以验证设计的控制律；第三，在这个研究平台上加上控制面，以提供可能的应 用和研究更高级的控制律，成为了一个丞待解决的技术课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气动弹性颤振发生装置，用于在诸如低速风洞 中发生典型翼段的颤振及发散气动弹性现象，验证设计的控制律，提供相关的 应用和研究更高级的控制律。。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现根据本专利技术的一个方面，提供了一种气动弹性颤振发生装置，其包括 一个翼段(1), 一个台架(2)，耦合在所述台架(2)与所述翼段(1)之间的平移回复装置(5)， 耦合在所述台架(2)与所述翼段(1)之间的扭转回复装置(6)。本专利技术的有益效果主要体现在l.本专利技术对风洞的风速要求较低，可以在普通的低速风洞中进行颤振发生和 研究试验，能够清晰地演示和观察气动弹性中的颤振现象和发散现象。2. 用拉伸弹簧方便而准确地模拟了典型翼段的沉浮刚度和扭转刚度，尤其是 在本专利技术的一个具体实施例中，扭转刚度也是通过采用拉伸弹簧来实现的，较 之扭簧有简单、易行、精度高、线性工作区域大和经济实用的特点。3. 本专利技术的方案具有刚度可调的优点。通过设计和更换不同弹性模量的拉伸 弹簧，能够清晰地演示沉浮刚度和扭转刚度对典型翼段颤振特性和发散特性的 影响，便于考察气动弹性的概念和影响因素。4. 翼段的沉浮运动和扭转运动得到顺利解耦，并且方法简单、易于实现。5. 可以将典型翼段设计成一根金属弹性轴和木质翼盒的组合体，可以使翼段 的质量集中于弹性轴，这样在试验中易于控制翼^殳质心的位置。6. 本专利技术具有质量特性可调的优点。本专利技术可以在挂载荷板上的不同位置配 置不同质量的重物块，而不用更换模型，就可以使;漠型获得不同的质量特性一 一质心位置和质量惯矩，并能清楚地演示质量特性对对模型颤振特性和发散特 性的影响，便于考察气动弹性的概念和影响因素。7. 本专利技术具有限位保护的优点。本专利技术设计了限位保护装置，具有防止模型 遭到破坏和保护试验人员安全的功能。限位保护装置简单、经济、易于实现， 具有良好的效果。8. 本专利技术具有实时采集数据、实时处理数据和实时显示试验状态的优点。本 专利技术中的翼段内部安装有加速度计，它与数据采集装置连接，能够实时地采集 模型的运动状态参数，并且能够利用数据处理设备自动将采集到的数据进行傅 式变换，将模型的振动特性显示在计算机上面。本专利技术在数据处理和显示方面 具有较高的自动化程度。9. 本专利技术所使用的部件均易加工和购买，且各个零部件更换非常方便和容易。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的气动弹性颤振发生装置的等轴斜视图； 图2显示了根据本专利技术的一个实施例的气动弹性颤振发生装置在其反射板、 补板和典型翼段的蒙板被隐藏掉后的等轴斜视图3是图1所示的颤振发生装置的平移回复装置的等轴斜视图； 图4是图3所示的平移回复装置的正视图5是根据本专利技术的一个实施例的颤振发生装置的翼段的轴和翼肋的连结 示意图6是根据本专利技术的 一 个实施例的平移回复装置的结构示意图； 图7是根据本专利技术的一个实施例的扭转回复装置的结构示意图。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的结构作进一步地描述。 本专利技术的气动弹性颤振发生装置通过对典型翼段、平移回复装置、扭转回 复装置、风洞试验台架、数据采集设备和数据分析设备的合理设计与装配实现。具体实施的技术方案如下所述参照图1和图2，根据本专利技术的一个实施例的气动弹性颤振发生装置的基本 结构包括翼段l、平移回复装置5、扭转回复装置6、风洞台架2。翼段1要有足够的弯曲刚度和扭转刚度，以防止与风洞台架2发生共振。 参照图2和图5所示，翼段1主要由一根诸如金属制成的轴15 (弹性轴)、若干 翼肋18、桁条、前缘条、后缘条和蒙板组成。将翼段1的转轴15设计为金属轴 的好处在于， 一方面可以使翼段1的绝大部分质量集中于转轴15，便于控制翼 段1的质心位置，另一方面，可以增大翼段1的弯曲刚度和扭转刚度。转轴15 的各截面设计成台阶安装翼肋18—段的截面设计成圆冠，这样的截面形状可 以4艮好的给翼肋18定位，以防止翼肋18在转轴15上发生转动。根据本专利技术的一个具体实施例，在翼段1的轴15的另一端安装有两个轴承， 与轴承配合的有两个轴承支座， 一个轴承支座在连接板7的上面，另一个轴承 支座在连接板7的下面，通过铰制螺栓将两个轴承支座和连接板7紧紧地连接 在一起。翼段1采用蒙板而没有采用蒙皮，也是为了增加翼段1的弯曲刚度和 扭转刚度。 一个已经焊接好线路的加速度计通常可以在装配翼段1的过程中固 定在翼盒里面。参照图2、图3和图6，根据本专利技术的一个实施例的平移回复装置5包括直 线滑动单元、连接板7、挂拉伸弹簧的钢板12和诸如四根拉伸弹簧19、 20、 21、 22。在本专利技术的一个具体实施例中，作为支撑部件的直线滑动单元包括导轨8 和沿着导轨8滑动的滑块9，以及导轨支座IO。四个导轨支座IO用螺栓固定在 风洞试验台架2上，用来安装导轨8。两根导轨8的安装要保证平行度和水平度， 导轨8的平行度是通过调节导轨支座10的的固定螺栓来实现的；导轨的水平度 是通过在导轨支座10下加垫片来实现的。然后再用连接板7将两根导轨8上的 滑块9连接起来。这样，两根导轨8上的滑块9就可以保持同步滑动了。连接 板7上面安装有两个钢片12，用来挂四根拉伸弹簧19、 20、 21、 22的一端；拉 伸弹簧19、 20、 21、 22的另一端挂在试验台架2上的角钢上。以上结构赋予了 翼段1运动的一个自由度，即由于两个滑块9只能沿着两根导轨8滑行，因此 所述运动被限定成为沿导轨8方向运动，即实现了沉浮模拟。并且，还可以通 过更换拉伸弹簧19、 20、 21、 22来调节沉浮刚度。这样平移回复装置5就实现了既满足了沿一个方向运动，又满足了沉浮刚度可调。虽然以上实施例中包括了两套导轨-滑块，但也可以采用套数不同的导轨 -滑块，例如只采用一套。现在结合图2、 5及7，描述本专利技术的一个实施例。在该实施例中，扭转回 复装置6由轴15 (通常可与翼段1的金属转轴即弹性轴一体成型)、轴承、轴承 支座、两根拉伸弹簧23、 24和挂弹簧的圓钢构成的杆16组成。转轴15的一端 安装有两个轴承，与轴承配合的有两个轴承支座， 一个轴承支座在连接板7的 上面，另一个轴承支座在连接板7的下面，通过铰制螺栓将两个轴承支座和连 接板7紧紧地连接在一起。弹性轴的端部沿诸如翼段1弦向方向钻了一个通孔， 将一根圓钢16穿过这个通孔，就构成了弹簧23、 24的挂架。将两根拉伸弹簧 23、 24的一端分别挂在圆钢16的两端，弹簧23、 24的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动弹性颤振发生装置，其特征在于包括：　一个翼段（１），　一个台架（２），　耦合在所述台架（２）与所述翼段（１）之间的平移回复装置（５），　耦合在所述台架（２）与所述翼段（１）之间的扭转回复装置（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志刚，荆志伟，杨超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]