[实用新型]一种车辆、桥梁模型风洞试验设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车辆模型风洞试验设备，尤其涉及一种车辆、桥梁模型风洞试验设备。

背景技术

为保证机车的安全运行，需要研究机车在侧向风作用下车辆和桥梁的气动力状态。现已有的车辆模型风洞试验装置中的车辆模型都是静止的，实验设备都仅针对桥梁或静止的车辆单个物体进行实验，没有考虑车辆和桥梁间的相互气动作用，然后通过迭代使车辆和桥梁满足耦合关系，没有将二者组合进行实验。而实际情况二者是相互关联的。由于实际工况中，列车处于桥梁的气动绕流之中，列车的运行必然影响桥梁的气动力，同样桥梁也处于列车的气动绕流中，桥梁也必然影响列车的气动力，而现有的试验装置均忽略这些影响，这使得测试的结果与实际情况相差较远，从而使试验结果误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种车辆、桥梁模型风洞试验设备，本设备可方便地进行不同风向、不同风速下侧向风对不同车速的车辆的气动力风洞试验，其测试精度高，误差小；操作简易、方便；并用可适用于多种交通车辆、多种形式的桥梁的气动力风洞试验，适用范围广。

本实用新型实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种车辆、桥梁模型风洞试验设备，其组成是：由设置在风洞内的车辆模型、桥梁模型及动力装置组成；

所述的桥梁模型沿长度为等截面，通过桥梁模型支架固定在风洞底板上，桥梁模型由前、后辅助梁段及前、后辅助梁段中间的测力梁段组成，测力梁段下方设置有桥梁测力天平，桥梁测力天平下端与风洞底板相连，上端通过桥梁模型支架与测力梁段相连；

所述的动力装置的具体组成为：固定于地面的导轨支架的上部设有滑槽导轨，滑槽导轨位于桥梁模型的上方，且与桥梁模型的长度相同，滑槽导轨与滑块匹配，滑块与其下部的横向支架相连，横向支架通过车辆测力天平和连接杆与车辆模型相连；滑块还连接牵引绳，牵引绳另一端通过滑轮、滚筒与驱动电机的输出端相连；

所述的车辆测力天平和桥梁测力天平还与数据采集及处理装置相连。

本实用新型的工作过程和工作原理是：工作时，由风洞提供垂直于桥梁方向的侧向风，作用在车辆模型上，电机转动通过牵引绳带动滑块沿滑槽导轨的滑槽运动，进而带动车辆模型运行。通过控制电机转速可使车辆模型在指定时间内加速到预定的速度。在车辆模型

运行过程中，安装在在车辆模型上部的车辆测力天平测试车辆所受的侧向风的作用力，安装在在桥梁下部的桥梁测力天平测试桥梁所受的侧向风的作用力。测力天平的信号经放大后由数据采集及处理装置处理。

测力梁段两侧的辅助梁段，用于模拟桥道对车辆气动绕流的影响；测力梁段用于测试桥道梁段的气动力系数。当车辆运行在辅助梁段时，测力梁段处的天平测量的为无车情况下桥梁的气动力；当车辆运行于测力梁段正上方时，测量的是车桥组合状态下的气动力。通过调节驱动电机及滚筒转速方便地实现不同车速的设定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的车辆处于运动中，因此测试的结果中包括了列车的运行对桥梁的气动力影响，也包括了处于列车的气动绕流中的桥梁对列车运行的影响，因此测试的结果与实际情况相符，测试准确可靠，误差小。本实用新型的设备可以方便地改变风速、风向和车辆速度，操作简易、方便。同时，通过车辆模型的选择，既可模拟多节的轨道交通车辆(如火车、轻轨)，也可模拟单一的公路交通车辆(如汽车)。而采用不同结构形式的桥梁模型，可模拟各种结构的梁桥如：刚构桥、斜拉桥、悬索桥和上承式拱桥等与车辆之间的气动作用。因此本实用新型的风洞试验设备适用于多种车辆模型和多种桥梁模型，其适用范围广。

上述的的车辆模型由前段、中间段和后段三段车体组成，且中间段与前段和后段不接触；中间段通过连杆、车辆测力天平与横向支架相连，前段和后段通过连接杆与横向支架相连，中间段与桥梁模型的测力梁段等长。

这样，中间段用于模拟列车中部的车辆，车辆模型的前段和后段分别模拟头车和尾车。对于中间段而言，前段和后段两车相当于气动力过渡段。通过在前段和后段设置气动过渡段，以保证作为测力段的中间段的气动力稳定，减弱车头和车尾处端部三维绕流的影响，从而可以更准确地测试中间段所受侧风的影响，提高测试的准确度。

上述的驱动电机为伺服电机。

这样，伺服电机的转速可通过编程控制，可在指定时间内加速到设定的速度，加速完成后能精确设定转速，并以恒定的转速转动。从而模拟在某一指定牵引力作用下车辆所受侧风的影响。

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明