[发明专利]一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置及模拟装置

权利要求书

1.一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于，包括：

壳体，具有进水端、出水端和试验腔，并且进水端、出水端均与试验腔连通；

直线驱动装置，包括驱动电机、滚珠丝杆副组件以及推动部件，其中驱动电机的输出轴与滚珠丝杆副组件的丝杆一端相连，用于将旋转驱动力转换为壳体轴向直线往复运动；推动部件安装在滚珠丝杆副上的滑动件相连，其推动端密封贯穿壳体后与弹性变形壁面调节装置的推动面接触，用于推动壳体内的弹性变形壁面调节装置运动；

弹性变形壁面调节装置，设置在壳体的试验腔内，包括用于产生波形面的弹性表面、用于使水流平稳地从平面流动过渡到波形面流动的刚性平面组件和用于调整弹性表面的弯曲程度的支撑组件，弹性表面设置在支撑组件的顶部，且弹性表面的上下两端面均与壳体的上下壁面间留有供水流过的通道；所述刚性平面组件设置在试验腔的进水端，其中一端面与伸入壳体内的推动部推动端接触，另一端面通过螺纹连接杆与支撑组件上游端相连；所述刚性平面组件、支撑组件均与壳体试验腔底面滑动连接；

测量装置，设置在位于下游末端的支撑组件与壳体侧壁之间，用于测量壳体内通水前后阻力变化。

2.如权利要求1所述的一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于：滚珠丝杆副组件包括支撑台、丝杆和滑台，其中丝杆沿壳体轴向水平架设在支撑台上，并保持丝杆与支撑台转动连接，使得丝杆可绕其自身中心轴周向旋转；丝杆一端与驱动电机的输出轴相连，丝杆上套接与其螺纹连接的滑台，用于将丝杆的周向旋转转换成滑台沿丝杆轴向的直线运动；滑台上安装用于推动刚性平面组件移动的推动部件；推动部件包括推杆、推杆固定块以及紧固螺母，所述推杆固定块与滑台固接，推杆一端通过紧固螺母水平安装在推杆固定块上，另一端从壳体试验腔侧壁的通孔穿入后与作为推动面的刚性平面组件接触。

3.如权利要求2所述的一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于：刚性平面组件包括刚性平面、螺纹连接杆、第一支撑板以及第一滚轮组件，所述刚性平面前后两端分别架装在第一支撑板的顶端、相邻支撑组件的顶端，并保持刚性平面沿壳体轴向水平布置；第一支撑板的底端设有用于与试验腔底面滑动连接的滚轮组件；第一支撑板与壳体中心轴垂直，并且第一支撑板与相邻的支撑组件之间通过螺纹连接杆平行相连，。

4.如权利要求3所述的一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述支撑组件包括移动支撑板组件、调节组件、弹簧以及第二滚轮组件，移动支撑板组件沿壳体轴向间隔排布，并保持第二支撑板与壳体中心轴垂直；位于试验腔上游进水端的移动支撑板组件顶端与第一支撑板顶端水平铺装一块刚性表面，位于试验腔下游出水端的移动支撑板组件与试验腔下游出水端侧壁之间增设测试装置，而相邻两移动支撑板组件的板面之间设置一套调节组件和弹簧，移动支撑板组件底部与试验腔底面滑动连接，且相邻两移动支撑板组件顶端水平铺设一块弹性表面，弹性表面、刚性平面位于同一水平面上，形成用于安装非光滑表面的安装面，且弹性表面的下端面与对应的调节组件顶端相连，调节组件的调节端分别与同侧的移动支撑板组件相连，从而通过控制调节组件两端的调节端以控制弹性表面的变形；所述弹簧的两端分别与相邻两移动支撑板组件相连。

5.如权利要求4所述的一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述移动支撑板组件包括第二支撑板、弹簧底座和第二滚轮组件，所述第二支撑板单侧或两侧固装用于连接弹簧端部的弹簧底座；第二支撑板底部配装用于与试验腔底面滑动连接的第二滚轮组件，相邻两第二支撑板顶端铺装一水平设置弹性表面。

6.如权利要求4所述的一种变形壁面流体摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述调节组件包括第一铰链底座、第二铰链底座、第一铰链杆、第二铰链杆以及T型杆，所述第一铰链底座、第二铰链底座分别安装在相邻两第二支撑板相对的表面，第一铰链杆一端与第一铰链底座铰接，另一端与T型杆的底端铰接；第二铰链杆一端与第二铰链底座铰接，另一端与T型杆的底端铰接，T型杆的顶端横杆与弹性表面的下端面中心处固接。