[实用新型]一种研究缆索涡振时旋涡脱落位置的装置

说明书

本实用新型公开了一种研究缆索涡振时旋涡脱落位置的装置，包括框架、弹簧、橡胶条、缆索节段模型和油液；所述的框架为矩形镂空框架；所述的弹簧和橡胶条布置在缆索节段模型两端，将缆索节段模型架设在框架中，起到模拟缆索节段端部振动的作用；所述的缆索节段模型上涂有油液。本实用新型用于研究大跨桥梁缆索发生涡激振动时，其表面旋涡脱落、流固分离和流固再附着具体位置的装置，通过分析均匀涂布在缆索节段模型上的油液在风洞试验时的油迹情况得到上述三个位置。

技术领域

本实用新型属于桥梁结构风工程研究领域，具体涉及一种研究缆索涡振时旋涡脱落位置的装置。

背景技术

随着桥梁跨径的逐步增长，缆索的使用量大大增加。对于跨江跨海的大跨桥梁而言，缆索作为主要承重构件，对其安全性、可靠性和耐久性的研究显得尤为重要，因而对于缆索抗风的研究备受关注。在缆索上产生的涡激振动虽然不会导致瞬间毁坏性破坏，但是由于其发生风速低，因此发生频率高，故会造成疲劳破坏，影响行车的舒适性、安全性。因此深入研究缆索涡激振动以降低涡激振动的发生概率对于桥梁缆索的耐久性有极其重要的意义。

大跨桥梁缆索的涡激振动是发生在低风速下的小幅振动，带有强迫和自激双重性质。涡激振动会导致缆索疲劳破坏，需引起高度重视。现在缆索涡激振动的研究方法主要有四个，即理论分析、风洞试验、现场实测和数值模拟。涡激振动的成因是大气边界层中近地风绕流过缆索时，可能会产生流动分离和周期性的旋涡脱落，而在桥梁缆索涡激振动试验中，不好捕捉到旋涡脱落位置、流固分离位置和流固再附着位置，大多是通过计算机数值模拟的方法来研究。然而数值模拟又过于理想化，实际性较差，与真实试验结果还是有一定偏差。针对上述方法的不足，需要一种新的试验方法，以便在桥梁缆索涡激振动研究中能够较为准确地得到上述三个位置情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种研究大跨桥梁缆索发生涡激振动时，其表面旋涡脱落、流固分离和流固再附着具体位置的装置，通过分析均匀涂布在缆索节段模型上的油液在风洞试验时的油迹情况得到上述三个位置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种研究缆索涡振时旋涡脱落位置的装置，包括框架、弹簧、橡胶条、缆索节段模型和油液；所述的框架为矩形镂空框架；所述的弹簧和橡胶条布置在缆索节段模型两端，将缆索节段模型架设在框架中，起到模拟缆索节段端部振动的作用；所述的缆索节段模型上涂有油液。

进一步，所述的橡胶条和弹簧呈十字形分别固定在缆索节段模型的两端，其中橡胶条处于水平位置，弹簧处于竖直位置。

进一步，所述的橡胶条和弹簧分别为四根。

本实用新型产生的有益效果是：在本实用新型中，将油液均匀涂在缆索节段模型表面，整个装置安放在风洞试验场中，当缆索节段模型发生涡激振动时，旋涡脱落处会形成气泡，气泡位置即为旋涡脱落位置；流固分离和再附着的具体位置可以通过油迹线的位置和形状来判断。

附图说明

图1为本实用新型的装置的整体图；

图2为本实用新型的缆索节段模型表面示意图；

图3为本实用新型的缆索节段模型表面气泡和油迹线示意图；

图中：1-框架、2-橡胶条、3-弹簧、4-缆索节段模型、5-油液、6-气泡、7-再附着油迹线、8-流固分离油迹线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步说明