[实用新型]基于约束阻尼结构的风洞测力模型减振支杆

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及风洞试验装置技术领域，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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型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，根据本实用新型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：

在本实用新型的可选实施例中，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。