[發明專利]一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置及模擬裝置

有效

• 申請號: 201810978234.1
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108982059B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 谷云慶;余松偉;夏軻;牟介剛;吳登昊;鄭水華;周佩劍;章子成
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N19/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于，包括：

殼體，具有進水端、出水端和試驗腔，并且進水端、出水端均與試驗腔連通；

直線驅動裝置，包括驅動電機、滾珠絲桿副組件以及推動部件，其中驅動電機的輸出軸與滾珠絲桿副組件的絲桿一端相連，用于將旋轉驅動力轉換為殼體軸向直線往復運動；推動部件安裝在滾珠絲桿副上的滑動件相連，其推動端密封貫穿殼體后與彈性變形壁面調節裝置的推動面接觸，用于推動殼體內的彈性變形壁面調節裝置運動；

彈性變形壁面調節裝置，設置在殼體的試驗腔內，包括用于產生波形面的彈性表面、用于使水流平穩地從平面流動過渡到波形面流動的剛性平面組件和用于調整彈性表面的彎曲程度的支撐組件，彈性表面設置在支撐組件的頂部，且彈性表面的上下兩端面均與殼體的上下壁面間留有供水流過的通道；所述剛性平面組件設置在試驗腔的進水端，其中一端面與伸入殼體內的推動部推動端接觸，另一端面通過螺紋連接桿與支撐組件上游端相連；所述剛性平面組件、支撐組件均與殼體試驗腔底面滑動連接；

測量裝置，設置在位于下游末端的支撐組件與殼體側壁之間，用于測量殼體內通水前后阻力變化。

2.如權利要求1所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于：滾珠絲桿副組件包括支撐臺、絲桿和滑臺，其中絲桿沿殼體軸向水平架設在支撐臺上，并保持絲桿與支撐臺轉動連接，使得絲桿可繞其自身中心軸周向旋轉；絲桿一端與驅動電機的輸出軸相連，絲桿上套接與其螺紋連接的滑臺，用于將絲桿的周向旋轉轉換成滑臺沿絲桿軸向的直線運動；滑臺上安裝用于推動剛性平面組件移動的推動部件；推動部件包括推桿、推桿固定塊以及緊固螺母，所述推桿固定塊與滑臺固接，推桿一端通過緊固螺母水平安裝在推桿固定塊上，另一端從殼體試驗腔側壁的通孔穿入后與作為推動面的剛性平面組件接觸。

3.如權利要求2所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于：剛性平面組件包括剛性平面、螺紋連接桿、第一支撐板以及第一滾輪組件，所述剛性平面前后兩端分別架裝在第一支撐板的頂端、相鄰支撐組件的頂端，并保持剛性平面沿殼體軸向水平布置；第一支撐板的底端設有用于與試驗腔底面滑動連接的滾輪組件；第一支撐板與殼體中心軸垂直，并且第一支撐板與相鄰的支撐組件之間通過螺紋連接桿平行相連，。

4.如權利要求3所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于：所述支撐組件包括移動支撐板組件、調節組件、彈簧以及第二滾輪組件，移動支撐板組件沿殼體軸向間隔排布，并保持第二支撐板與殼體中心軸垂直；位于試驗腔上游進水端的移動支撐板組件頂端與第一支撐板頂端水平鋪裝一塊剛性表面，位于試驗腔下游出水端的移動支撐板組件與試驗腔下游出水端側壁之間增設測試裝置，而相鄰兩移動支撐板組件的板面之間設置一套調節組件和彈簧，移動支撐板組件底部與試驗腔底面滑動連接，且相鄰兩移動支撐板組件頂端水平鋪設一塊彈性表面，彈性表面、剛性平面位于同一水平面上，形成用于安裝非光滑表面的安裝面，且彈性表面的下端面與對應的調節組件頂端相連，調節組件的調節端分別與同側的移動支撐板組件相連，從而通過控制調節組件兩端的調節端以控制彈性表面的變形；所述彈簧的兩端分別與相鄰兩移動支撐板組件相連。

5.如權利要求4所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于：所述移動支撐板組件包括第二支撐板、彈簧底座和第二滾輪組件，所述第二支撐板單側或兩側固裝用于連接彈簧端部的彈簧底座；第二支撐板底部配裝用于與試驗腔底面滑動連接的第二滾輪組件，相鄰兩第二支撐板頂端鋪裝一水平設置彈性表面。

6.如權利要求4所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于：所述調節組件包括第一鉸鏈底座、第二鉸鏈底座、第一鉸鏈桿、第二鉸鏈桿以及T型桿，所述第一鉸鏈底座、第二鉸鏈底座分別安裝在相鄰兩第二支撐板相對的表面，第一鉸鏈桿一端與第一鉸鏈底座鉸接，另一端與T型桿的底端鉸接；第二鉸鏈桿一端與第二鉸鏈底座鉸接，另一端與T型桿的底端鉸接，T型桿的頂端橫桿與彈性表面的下端面中心處固接。