[發明專利]電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺

在審

• 申請號: 201711335843.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107796589A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 劉曉日;李揚;羅江澤;黎蘇;張夢東;劉聯勝
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 付長杰

技術領域

本發明涉及電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺，主要用于高速列車風洞試驗中高速列車在風洞中實現實際運行工況的模擬。

背景技術

高鐵與普通鐵路運輸相比有著巨大的速度優勢，隨著高鐵技術的日益成熟，在未來的鐵路運輸乃至整個運輸行業中都將占有極重的份額。而與普通鐵路運輸相比，高鐵隨著速度的提高，產生的噪聲污染也遠大于普通鐵路運輸。尤其是運行時的氣動噪聲，是降低高鐵噪聲污染的重要技術難題。

現有的主流風洞實驗裝置主要是專利CN 104568371 A中所使用的抬高裝置。其主要結構是四根可變長度的立柱支撐實驗模型，并實現路況的模擬，其主要用于汽車行業。高鐵模型的風洞模擬實驗環境需要0.3～0.4馬赫(350km/h～500km/h)的氣流，其風洞空氣流速遠大于汽車行業的要求。使用該抬高裝置進行高鐵風洞模擬的話，抬高裝置中的四根立柱會對風洞流場產生較大擾流，對氣動噪聲的分析產生較大的誤差。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺。本發明能通過電控的方式對實驗臺上的列車實現精確穩定的控制，并減少對風洞流場的干擾，主要用于在風洞中模擬高鐵運行時的不同種工況，并實現電控。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：提供一種電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺，其特征在于該實驗臺包括固定架、縱向支撐軸、球軸承、滑塊、轉軸、傾斜電動推桿、轉彎電動推桿和轉盤、支架凸臺、剛性桿和風洞底面；固定架采用桁架結構，固定架的上部安裝在風洞底面的外表面，風洞底面內表面安裝列車模型，固定架的下部安裝在縱向支撐軸的上端；縱向支撐軸的上部套接有球軸承，縱向支撐軸的上部與球軸承間隙配合，球軸承的外部為具有螺紋側面的凸臺結構，該球軸承的下端穿入支架凸臺，與支架凸臺通過螺紋配合方式固定在一起，支架凸臺下端固定在地面上；位于球軸承下部的縱向支撐軸為方桿，所述滑塊的內腔為與方桿相配合的形狀，滑塊能在方桿上自由移動；在縱向支撐軸的下方設有轉盤，所述轉盤套接在與地面固定的支架的轉軸上，轉盤能繞支架上的轉軸旋轉，在轉盤的上表面上安裝有兩個傾斜電動推桿，兩個傾斜電動推桿的自由端相互垂直，一個傾斜電動推桿的自由端與平行導軌相互平行，另一個傾斜電動推桿的自由端與平行導軌相互垂直；兩個傾斜電動推桿的自由端分別通過一個剛性桿與滑塊相連接，兩個剛性桿與兩個傾斜電動推桿及滑塊的連接處均為鉸接，即兩個剛性桿的連接處均能轉動，且兩個剛性桿的傳動方向相互垂直；所述轉彎電動推桿安裝在與地面固定的支架上，且轉彎電動推桿與轉盤的外側面相接觸，能推動轉盤轉動；兩個傾斜電動推桿、轉彎電動推桿均能根據輸入電流的規律改變自由端的伸縮位移。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：在高速流場中，降低了因實驗工況變化而產生的對流場的干擾；與高鐵實際路況變化更加適合，并可減小因控制系統、原動件產生的系統誤差。

由于高鐵模擬路況的左右轉彎角度遠遠小于汽車行駛中上下坡道左右轉彎的角度，本發明將運動件結構置于風洞外部，風洞內部僅有安裝高鐵模型，最大程度上降低了非實驗結構對流場的干擾，使氣動噪聲分析更為精確。

本發明結構簡單,安裝維護方便,操作簡單,效率高,適用于多種不同的高鐵模型,可以根據實際情況調節車底和模擬地面之間的距離以及高鐵模型的水平度,可以調節高鐵模型與來流方向的夾角，還可以模擬高鐵在各種路況下的形態，電控實現高鐵模型在風洞中的上下坡左右轉彎路況的模擬集于一身，裝置成本低廉，可控精度高。

附圖說明

圖1為本發明電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺的機械運動原理圖。

圖2為本發明電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺一種實施例的整體結構示意圖；

圖3(a)為本發明電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺一種實施例的固定架的主視結構示意圖；

圖3(b)為本發明電控可調式高鐵路況模擬風洞實驗臺一種實施例的固定架的俯視結構示意圖；

圖4(a)為本發明中所述球軸承3的俯視結構示意圖；

圖4(b)為圖4(a)中A-A面的剖視結構示意圖；

圖5(a)為本發明中縱向支撐軸2的俯視結構示意圖；

圖5(b)為本發明中縱向支撐軸2的主視結構示意圖；

圖6(a)為本發明中滑塊4的俯視結構示意圖；

圖6(b)為本發明中滑塊4的主視結構示意圖；

圖7為本發明等效的杠桿結構示意圖；