[實(shí)用新型]風(fēng)振渦放頻率試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520073741.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN204405181U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐福振;宋紅寶;刁珊珊;劉譯陽(yáng);張砥礪;吳闖;李海超;李碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00;G01M7/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種試驗(yàn)裝置，具體地說是風(fēng)振渦放頻率試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)空氣以一定速率與構(gòu)件接觸時(shí)，空氣前緣受構(gòu)件阻礙產(chǎn)生高壓區(qū)，高壓區(qū)將沿構(gòu)件兩側(cè)向下延伸，到達(dá)截面寬度最大處分離，空氣分離后沿結(jié)構(gòu)表面發(fā)生回流現(xiàn)象。回流使原空氣邊界層脫離構(gòu)件表面，形成向下游延伸的自由剪切層和夾在兩個(gè)剪切層之間的尾流區(qū)。由于剪切層與外圍自由流區(qū)接觸，速度會(huì)大于內(nèi)部尾流區(qū)，空氣將先產(chǎn)生若干具有一定周期性的漩渦而后分散。當(dāng)漩渦脫離構(gòu)件時(shí)，它對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的升力相應(yīng)減小，直至消失，而對(duì)側(cè)繼續(xù)產(chǎn)生下一個(gè)漩渦，并生成與剛才升力方向相反的力，每對(duì)漩渦構(gòu)成一組垂直于來流方向的周期力，周而復(fù)始作用于構(gòu)件上，引發(fā)構(gòu)件的振動(dòng)，這種振動(dòng)稱為風(fēng)激振動(dòng)，此時(shí)漩渦引起的振動(dòng)頻率稱為風(fēng)振渦放頻率。

當(dāng)風(fēng)激振動(dòng)渦放頻率與構(gòu)件固有頻率接近甚至相同時(shí)，將使構(gòu)件發(fā)生共振現(xiàn)象，引起構(gòu)件的劇烈振動(dòng)，對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生破壞甚至影響整體結(jié)構(gòu)的正常工作。因此，得到構(gòu)件在某一工作條件下的風(fēng)振渦放頻率就很重要，在設(shè)計(jì)階段就使構(gòu)件的固有頻率盡可能遠(yuǎn)離其風(fēng)振渦放頻率。然而當(dāng)構(gòu)件尺寸較大或?qū)嶒?yàn)條件難以滿足時(shí)，采取模擬實(shí)際情況下的風(fēng)振試驗(yàn)就會(huì)存在高成本、浪費(fèi)資源等缺點(diǎn)，這時(shí)采取低成本的縮尺比風(fēng)洞風(fēng)振試驗(yàn)就顯得很重要，不僅能降低成本，而且還有試驗(yàn)裝置操作簡(jiǎn)單、方便等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供適用于板型構(gòu)件風(fēng)振渦放頻率測(cè)量的風(fēng)振渦放頻率試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型風(fēng)振渦放頻率試驗(yàn)裝置，其特征是：包括風(fēng)振試驗(yàn)管道、電機(jī)、風(fēng)扇、試件固定基座，風(fēng)振試驗(yàn)管道前端為長(zhǎng)方體，風(fēng)振試驗(yàn)管道尾端為圓筒體，長(zhǎng)方體與圓筒體之間圓滑過渡，長(zhǎng)方體的端部開口，圓筒體的端面設(shè)置可調(diào)節(jié)的百葉窗，電機(jī)設(shè)置在圓筒體后側(cè)，風(fēng)扇設(shè)置在圓筒體內(nèi)部，電機(jī)與風(fēng)扇之間通過傳動(dòng)軸相連，長(zhǎng)方體底部設(shè)置滑移拉門，試件固定基座設(shè)置在長(zhǎng)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(zhǎng)方體里并通過鍵槽安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸連接用于固定試件的試件固定板，試件固定板上設(shè)置壓力計(jì)和加速度計(jì)，長(zhǎng)方體的內(nèi)壁上設(shè)置風(fēng)速測(cè)量?jī)x。

本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：本實(shí)用新型通過改變百葉窗的開閉程度控制管道內(nèi)的進(jìn)風(fēng)量從而控制管道風(fēng)速，有效模擬實(shí)際條件下風(fēng)激振動(dòng)情況；利用基座轉(zhuǎn)角的改變測(cè)量不同迎風(fēng)角度下構(gòu)件的風(fēng)振渦放頻率，最大程度實(shí)現(xiàn)渦放頻率的測(cè)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的主視圖；

圖2為本實(shí)用新型的左視圖；

圖3為本實(shí)用新型的俯視圖；

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為本實(shí)用新型的軸測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1～6，本實(shí)用新型的風(fēng)振渦放頻率簡(jiǎn)易試驗(yàn)裝置由風(fēng)振試驗(yàn)管道、百葉窗2、電機(jī)1、風(fēng)扇3、風(fēng)速測(cè)速儀4、試件固定基座5、滑移拉門6、壓力計(jì)、加速度計(jì)構(gòu)成，如圖6所示。電機(jī)1置于管道尾部后方，風(fēng)扇3通過軸系與電機(jī)1相連且置于管道尾部?jī)?nèi)，扇葉半徑為0.4m，詳見圖1。管道尾部為筒狀結(jié)構(gòu)，半徑R＝0.5m，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.4m；向前逐步過渡為邊長(zhǎng)為a＝0.6m的方形管道，過渡距離d＝0.2m，方形管道長(zhǎng)度為D＝1m，上方布置有風(fēng)速測(cè)速儀4，下方設(shè)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(tǒng)一采用h＝0.01m的透明有機(jī)玻璃，方便觀察管道內(nèi)構(gòu)件振動(dòng)情況，詳見圖6。

(1)試件固定基座

試件固定基座設(shè)置成可轉(zhuǎn)動(dòng)的形式，以滿足不同角度風(fēng)振試驗(yàn)的要求。基座底部設(shè)置有20Kg的重力塊，保證構(gòu)件振動(dòng)時(shí)基座的穩(wěn)定性，基座底部與上部構(gòu)件固定處采用方鋼連接，方鋼邊長(zhǎng)l＝0.04m，構(gòu)件固定處轉(zhuǎn)角半徑為0.03m，試件固定板為邊長(zhǎng)a＝0.1m的方板，方板設(shè)置有固定螺絲，并且配有壓力計(jì)、加速度計(jì)，用于測(cè)量構(gòu)件風(fēng)振時(shí)的壓力及加速度，進(jìn)而求出構(gòu)件的風(fēng)振渦放頻率f_s′。

(2)風(fēng)速測(cè)速儀

由前述可知方形管道的具體尺寸(a＝0.6m)，由雷諾數(shù)公式Re＝VL/μ，L為水力半徑，風(fēng)速測(cè)速儀可測(cè)得方管內(nèi)風(fēng)速，利用公式算得雷諾數(shù)。為保證試驗(yàn)與實(shí)際情況相符合，應(yīng)使兩者的雷諾數(shù)(Re)相等來確保試驗(yàn)與實(shí)際流場(chǎng)情況相同，由公式可以得到構(gòu)件實(shí)際的渦放頻率

本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)施的：

(1)風(fēng)振試驗(yàn)管道