一种低速风洞试验模型振动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低速风洞试验模型振动控制系统，包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括用于水平方向减震的第一弹簧单元和质量单元，用于竖直方向减震的第二弹簧单元，所述质量单元在第一弹簧单元与第二弹簧单元的作用下位于单重调谐质量减振器的中心；本发明专利技术的减振器在风洞试验中，相对于试验模型属于被动减震装置，可以在试验模型振动时由自身实现减震，不需要额外的增加其他主动机构即可满足减震效果。增加其他主动机构即可满足减震效果。增加其他主动机构即可满足减震效果。

【技术实现步骤摘要】
一种低速风洞试验模型振动控制系统


[0001]本专利技术涉及风洞试验领域，具体涉及一种低速风洞试验模型振动控制系统。

技术介绍

[0002]风洞试验模型尾部支撑装置由于其支杆结构简单、支架干扰小等优点被广泛应用于风洞试验中。尾部支撑装置主要由模型、天平、支撑装置等组成，是一种典型的悬臂梁结构。在大尺寸低速风洞中，由于试验模型吨位大且支撑装置悬臂较长，导致模型支撑系统刚度通常较弱，一阶固有频率较低并且与风洞气流脉动频率接近，容易产生耦合振动，尤其在模型流动分离迎角区域时振动加剧，威胁风洞试验安全，影响数据质量。因此需要开展风洞试验模型振动控制相关工作，减小试验模型在大迎角姿态下的剧烈振动现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是基于风洞试验需求，设计一种满足试验要求的振动控制系统，通过对减振器的结构设计以及安装设计，实现对试验模型的减震。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低速风洞试验模型振动控制系统，包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括：第一壳体和第二壳体，所述第二壳体内设置有质量单元，所述质量单元的对称两侧与第二壳体之间分别设置有第一弹簧单元，所述第一弹簧单元的弹性作用力在水平方向上作用到质量单元和第二壳体，所述质量单元上与第一单元不接触的一侧上设置有电涡流阻尼单元，所述第二壳体浮动设置在第一壳体内，第二壳体的底端与第一壳体之间设置有第二弹簧单元，所述第二弹簧单元的弹性作用力在铅锤方向上作用到第一壳体和第二壳体，与电涡流阻尼单元位置相对应的第一壳体上设置有导体板，所述质量单元在第一弹簧单元与第二弹簧单元的作用下位于单重调谐质量减振器的中心。
[0005]在上述技术方案中，在第二壳体内沿着水平方向设置有导向滑块，所述导向滑块贯穿质量单元。
[0006]在上述技术方案中，所述质量单元包括框架和设置在框架上的安装板，所述安装板上能够连接质量补偿单元和电涡流阻尼单元，所述框架内设置有配重块。
[0007]在上述技术方案中，所述第一壳体上设置有导体安装板，所述导体板连接到导体安装板上，通过调节所述导体板与导体安装板之间的相对距离实现调节导体板与电涡流阻尼单元的相对距离。
[0008]在上述技术方案中，所述第一壳体内沿着铅锤方向设置有导向杆，所述导向杆贯穿第二壳体。
[0009]在上述技术方案中，所述第一壳体与第二壳体之间设置有开关，开关的一端连接到第一壳体上，开关的另一端通过旋转连接到质量单元上。
[0010]在上述技术方案中，第一壳体上设置有安装接口，四个单重调谐质量减振器通过安装接口相互并联连接后与试验模型连接，或四个单重调谐质量减振器通过安装接口相互串联连接后与试验模型连接，或四个单重调谐质量减振器相互分散，然后各自与试验模型连接。
[0011]在上述技术方案中，当减振器的目标减震频率为2.5HZ、有效减振频带为1.5Hz～3Hz时，四个单重调谐质量减振器各自为目标减震频率的0.68倍、0.78倍、0.92倍、1.10倍。
[0012]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：通过有效对多个单重调谐质量减振器进行组合可以精准的实现对减振器的目标减震频率，巧妙的利用弹性机械结构来平衡振动，同时将振动的机械能转化为热能进行消耗。
[0013]本专利技术的减震结构使得质量中心在自由平衡状态下，始终位于减振器中心，确保高效的减震效率。
[0014]本专利技术的减振器在风洞试验中，相对于试验模型属于被动减震装置，可以在试验模型振动时由自身实现减震，不需要额外的增加其他主动机构即可满足减震效果。
附图说明
[0015]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是质量减振器的结构示意图；图2是质量减振器的正视图；图3是质量减振器的侧视图；图4是制冷单元的结构示意图；图5是四个串联的质量减振器的结构示意图；图6是试验状态下的模型示意图；其中：1是第一壳体，2是第二壳体，3是质量单元，3
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1是框架，3
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2是金属钨板，3
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3是导向滑块，3
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4是阻尼单元安装板，3
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5是质量补偿块，4是第一弹簧单元，5是第二弹簧单元，6
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1是水平导向杆，6
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2是竖直导向杆，7是电涡流阻尼单元，8是导体安装板，9是导体板，10是开关。
具体实施方式
[0016]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0017]本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0018]如图6 所示，在进行风洞模型尾撑试验时，受到吹风影响，试验模型会根据风速的大小出现振动，而振动会导致天平的测量不准确，而剧烈振动会威胁试验安全，因此本实施例在试验模型上设置减振器。
[0019]如图1、图2、图3所示，是本实施例的减振器的结构示意图，其中减振器包括有第一壳体1和第二壳体2，其中第二壳体2通过第二弹簧单元5浮动设置在第一壳体1内，具体结构如下。
[0020]第二壳体2内设置有质量单元3，质量单元3的对称两侧分别设置有第一弹簧单元4，第一弹簧单元4的一端与质量单元3接触，第一弹簧单元4的另一端与第二壳体2的内壁接触，从而使得第一弹簧单元4在水平方向作用力到质量单元3上。对称的两个第一弹簧单元4可以使得质量单元3在水平方向上进行往复运动。
[0021]为了限定质量单元3的运动轨迹，在第二壳体2内设置有水平导向杆6
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1，水平导向杆6
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1穿过质量单元3，从而使得质量单元3在两个第一弹簧单元4的作用下运动时只能沿着水平导向杆6
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1运动。
[0022]如图4所示，质量单元3包括有框架3
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1为不锈钢框架，在框架3
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1内设置有金属钨板3
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2，金属钨板3
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2具有很高的密度，可以使得减振器满足小体积要求下保证质量需求，不锈钢框架能够保护金属钨板，避免金属钨板碰撞破碎。质量单元的重量可调节，在框架3
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1的一侧上固定连接有阻尼单元安装板3
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4，阻尼单元安装板3
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4的一侧用于安装电涡流阻尼单元7，另一侧用于连接质量补偿块，通过增加或减少质量补偿块的数量实现质量单元重量调节，从而实现根据目标频率调节质量大小的目的。
[0023]整个第二壳体2在设置完毕质量单元3和第一弹簧单元4后做为一个整体再浮动设置在第一壳体1内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括：第一壳体和第二壳体，所述第二壳体内设置有质量单元，所述质量单元的对称两侧与第二壳体之间分别设置有第一弹簧单元，所述第一弹簧单元的弹性作用力在水平方向上作用到质量单元和第二壳体，所述质量单元上与第一单元不接触的一侧上设置有电涡流阻尼单元，所述第二壳体浮动设置在第一壳体内，第二壳体的底端与第一壳体之间设置有第二弹簧单元，所述第二弹簧单元的弹性作用力在铅锤方向上作用到第一壳体和第二壳体，与电涡流阻尼单元位置相对应的第一壳体上设置有导体板，所述质量单元在第一弹簧单元与第二弹簧单元的作用下位于单重调谐质量减振器的中心。2.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：在第二壳体内沿着水平方向设置有导向滑块，所述导向滑块贯穿质量单元。3.根据权利要求2所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述质量单元包括框架和设置在框架上的安装板，所述安装板上能够连接质量补偿单元和电涡流阻尼单元，所述框架内设置有配重块。4.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述第一壳体上设置有导体安装板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜德龙，高大鹏，陈陆军，吴福章，杜岳，王子豪，杨霖，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：