[发明专利]一种定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统

说明书

一种定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统。通过设置系留绳将气球悬挂固定后，根据不通风力确定斜拉绳的角度与最大拉力，之后使用电动绞盘拉紧装有拉力传感器的斜拉绳直至拉力达到最大拉力，以模拟在特定风力下气球结构的受力情况。该试验系统可在具有吊车与龙门架(可用墙壁上的挂钩等可系留点代替)的室内进行，试验时机与工况可控，同时气球无需悬浮，可使用空气或氮气填充，试验成本低。

技术领域

本发明涉及一种定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，适用于定点浮空气球系统，属于浮空气球模拟试验领域。

背景技术

定点浮空气球是一种常用于盛大庆典活动的浮空装饰，在历届国庆阅兵活动及一些重大会议中均有采用，其直径1m到20m不等，装饰效果美观大方。

定点浮空气球系统一般采用4-8根地面系留绳斜拉的形式来实现定点浮空气球的固定及抗风设计，其典型的固定形式如图1所示(4-浮空气球11-系留绳)。在风吹的情况下，系留绳与浮空气球的连接点，以及浮空气球上连接点所在的加强带等结构会受到较大的作用力，易发生破坏。

定点浮空气球在重大庆典活动中应用时，往往有着抗风能力的要求，浮空气球漂浮期间在风力不超过一定限度时，其结构不得出现破损现象。这就要求浮空气球在正式使用前，进行特定风力下结构受力试验，以确保浮空气球在相应风力下漂浮不会有破损。

当前定点浮空气球在特定风力下结构受力试验的试验方式主要有两种，其一是根据天预报报情况，将浮空气球按正式使用状态提前漂浮到位，记录风力变化情况并等待风力达到试验要求；其二是进行风洞试验，将浮空气球按正式使用状态漂浮固定于风洞前，通过风洞吹风达成特定风力的试验条件。但第一种方法存在试验时机难以确定，风速不可控、试验成本高(氦气等浮空气体价格较贵)的缺点；第二种方法存在风洞资源紧缺，试验成本高(风洞使用费，氦气等浮空气体价格较贵)的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种定点浮空气球系统在不同风力下结构受力情况的地面模拟试验系统，即一种定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统。通过合理设置系留绳将气球悬挂固定后，根据不通风力确定斜拉绳的角度与最大拉力，之后使用电动绞盘拉紧装有拉力传感器的斜拉绳直至拉力达到最大拉力，以模拟在特定风力下气球结构的受力情况。该试验方法可在具有吊车与龙门架(可用墙壁上的挂钩等可系留点代替)的室内进行，试验时机与工况可控，同时气球无需悬浮，可使用空气或氮气填充，试验成本也较低。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，包括顶部可系留点、顶部固定绳、侧面可系留点、上拉绳、侧固定绳、下拉绳、斜拉绳、拉力传感器、电动绞盘及固定机构；其中与斜拉绳连接的上拉绳、下拉绳、斜拉绳组成系留绳；

顶部可系留点与顶部固定绳为浮空气球提供拉力以模拟浮力的作用；

侧面可系留点、侧固定绳、部分上拉绳为浮空气球提供侧向拉力；下拉绳、斜拉绳、剩余部分上拉绳为浮空气球提供侧向拉力，并模拟浮空气球浮空期间迎风侧系留绳对浮空气球的约束作用；

根据风力确定电动绞盘及固定机构的位置后，外部电源驱动电动绞盘及固定机构转动，带动斜拉绳收紧，位于电动绞盘及固定机构和带动斜拉绳之间的拉力传感器读数增加至预定值时，完成模拟相应风力下浮空气球的结构受力情况。

上述定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，优选的，顶部可系留点由吊车提供。

上述定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，优选的，侧面可系留点由龙门架提供。

上述定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，优选的，浮空气球内充空气或氮气。

上述定点浮空气球系统在不同风力下的地面模拟试验系统，优选的，斜拉绳的延长线通过浮空气球的球心。