[發明專利]風振渦放頻率試驗裝置

有效

• 申請號: 201510054159.6
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104634446B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 龐福振;宋紅寶;刁珊珊;劉譯陽;張砥礪;吳闖;李海超;李碩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種試驗裝置，具體地說是風振渦放頻率試驗裝置。

背景技術

當空氣以一定速率與構件接觸時，空氣前緣受構件阻礙產生高壓區，高壓區將沿構件兩側向下延伸，到達截面寬度最大處分離，空氣分離后沿結構表面發生回流現象。回流使原空氣邊界層脫離構件表面，形成向下游延伸的自由剪切層和夾在兩個剪切層之間的尾流區。由于剪切層與外圍自由流區接觸，速度會大于內部尾流區，空氣將先產生若干具有一定周期性的漩渦而后分散。當漩渦脫離構件時，它對構件產生的升力相應減小，直至消失，而對側繼續產生下一個漩渦，并生成與剛才升力方向相反的力，每對漩渦構成一組垂直于來流方向的周期力，周而復始作用于構件上，引發構件的振動，這種振動稱為風激振動，此時漩渦引起的振動頻率稱為風振渦放頻率。

當風激振動渦放頻率與構件固有頻率接近甚至相同時，將使構件發生共振現象，引起構件的劇烈振動，對構件產生破壞甚至影響整體結構的正常工作。因此，得到構件在某一工作條件下的風振渦放頻率就很重要，在設計階段就使構件的固有頻率盡可能遠離其風振渦放頻率。然而當構件尺寸較大或實驗條件難以滿足時，采取模擬實際情況下的風振試驗就會存在高成本、浪費資源等缺點，這時采取低成本的縮尺比風洞風振試驗就顯得很重要，不僅能降低成本，而且還有試驗裝置操作簡單、方便等特點。

發明內容

本發明的目的在于提供適用于板型構件風振渦放頻率測量的風振渦放頻率試驗裝置。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明風振渦放頻率試驗裝置，其特征是：包括風振試驗管道、電機、風扇、試件固定基座，風振試驗管道前端為長方體，風振試驗管道尾端為圓筒體，長方體與圓筒體之間圓滑過渡，長方體的端部開口，圓筒體的端面設置可調節的百葉窗，電機設置在圓筒體后側，風扇設置在圓筒體內部，電機與風扇之間通過傳動軸相連，長方體底部設置滑移拉門，試件固定基座設置在長方體下方，并位于滑移拉門處，試件固定基座上固定直桿，直桿頂端穿過滑移拉門位于長方體里并通過鍵槽安裝轉軸，轉軸連接用于固定試件的試件固定板，試件固定板上設置壓力計和加速度計，長方體的內壁上設置風速測量儀。

本發明的優勢在于：本發明通過改變百葉窗的開閉程度控制管道內的進風量從而控制管道風速，有效模擬實際條件下風激振動情況；利用基座轉角的改變測量不同迎風角度下構件的風振渦放頻率，最大程度實現渦放頻率的測量。

附圖說明

圖1為本發明的主視圖；

圖2為本發明的左視圖；

圖3為本發明的俯視圖；

圖4為試件固定基座主視圖；

圖5為試件固定基座局部放大圖；

圖6為本發明的軸測圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～6，本發明的風振渦放頻率簡易試驗裝置由風振試驗管道、百葉窗2、電機1、風扇3、風速測速儀4、試件固定基座5、滑移拉門6、壓力計、加速度計構成，如圖6所示。電機1置于管道尾部后方，風扇3通過軸系與電機1相連且置于管道尾部內，扇葉半徑為0.4m，詳見圖1。管道尾部為筒狀結構，半徑R＝0.5m，長為L＝0.4m；向前逐步過渡為邊長為a＝0.6m的方形管道，過渡距離d＝0.2m，方形管道長度為D＝1m，上方布置有風速測速儀4，下方設置有尺寸為a×b＝0.3m×0.2m的滑移拉門6，方便放置試件固定基座5。管壁厚度統一采用h＝0.01m的透明有機玻璃，方便觀察管道內構件振動情況，詳見圖6。

(1)試件固定基座

試件固定基座設置成可轉動的形式，以滿足不同角度風振試驗的要求。基座底部設置有20Kg的重力塊，保證構件振動時基座的穩定性，基座底部與上部構件固定處采用方鋼連接，方鋼邊長l＝0.04m，構件固定處轉角半徑為0.03m，試件固定板為邊長a＝0.1m的方板，方板設置有固定螺絲，并且配有壓力計、加速度計，用于測量構件風振時的壓力及加速度，進而求出構件的風振渦放頻率f′_s。

(2)風速測速儀

由前述可知方形管道的具體尺寸(a＝0.6m)，由雷諾數公式Re＝VL/μ，L為水力半徑，風速測速儀可測得方管內風速，利用公式算得雷諾數。為保證試驗與實際情況相符合，應使兩者的雷諾數(Re)相等來確保試驗與實際流場情況相同，由公式可以得到構件實際的渦放頻率

本發明的目的是通過如下技術方案實施的：

(1)風振試驗管道