[發(fā)明專利]一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911251007.X
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110849583A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬正陽;程釧;婁維堯;楊克允;徐凡;沈偉健;林韓波;劉明威;蔡姚杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01L5/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本申請公開了一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，包括轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置、扭矩信號采集單元、試驗(yàn)樣件測試系統(tǒng)和試驗(yàn)樣件壓緊系統(tǒng)，試驗(yàn)樣件測試系統(tǒng)包括試驗(yàn)筒裝置、試驗(yàn)樣件支撐架和試驗(yàn)樣件；試驗(yàn)筒裝置包括試驗(yàn)筒筒體、試驗(yàn)筒左端蓋和試驗(yàn)筒右端蓋，試驗(yàn)筒筒體上設(shè)有進(jìn)水管和出水管。試驗(yàn)筒左端蓋上設(shè)有軸承套筒，軸承套筒內(nèi)密封套設(shè)有傳動軸，傳動軸的右端伸入試驗(yàn)筒筒體內(nèi)部并與試驗(yàn)樣件支撐架固定連接，試驗(yàn)樣件固定安裝在試驗(yàn)樣件支撐架右側(cè)，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置通過扭矩信號采集單元與傳動軸的左端固定連接。本申請具有裝置小型化、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、裝置成本低、操作簡單、試驗(yàn)性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于不同形狀結(jié)構(gòu)的非光滑試驗(yàn)樣件。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置。

背景技術(shù)

在流體阻力的研究領(lǐng)域，由于人類對各類水下潛航器、空天高速飛行器等的需求不斷增大，針對這類高速航行器的研究越發(fā)為研究人員們所重視，這其中，關(guān)于高速航行器外表面的減阻研究則屬于重中之重。但在進(jìn)一步的研究過程中，受限于目前減阻測試裝置的固有缺陷，如裝置龐大、操作復(fù)雜等，減阻研究不再如之前那般進(jìn)展順利，且由于減阻測試裝置成本高昂，使得減阻研究無法全面鋪開，規(guī)模較小的實(shí)驗(yàn)室根本無力進(jìn)行減阻研究。因此，當(dāng)前的減阻研究迫切需要一種新型的測阻裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置。

所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于包括轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置、扭矩信號采集單元、試驗(yàn)樣件測試系統(tǒng)和試驗(yàn)樣件壓緊系統(tǒng)，所述試驗(yàn)樣件測試系統(tǒng)包括用于承載水環(huán)境的試驗(yàn)筒裝置、試驗(yàn)樣件支撐架以及試驗(yàn)樣件；試驗(yàn)筒裝置包括試驗(yàn)筒筒體、設(shè)于試驗(yàn)筒筒體左側(cè)的試驗(yàn)筒左端蓋和設(shè)于試驗(yàn)筒筒體右側(cè)的試驗(yàn)筒右端蓋，試驗(yàn)筒筒體上設(shè)有進(jìn)水管和出水管；所述試驗(yàn)筒左端蓋上設(shè)置有軸承套筒，軸承套筒內(nèi)密封套設(shè)有能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動的傳動軸，傳動軸的兩端均從軸承套筒內(nèi)水平穿出，傳動軸的右端伸入試驗(yàn)筒筒體內(nèi)部并與所述試驗(yàn)樣件支撐架固定連接，所述試驗(yàn)樣件通過螺栓固定安裝在試驗(yàn)樣件支撐架右側(cè)，使得試驗(yàn)樣件支撐架和試驗(yàn)樣件一并安裝在試驗(yàn)筒筒體內(nèi)部；試驗(yàn)樣件的右側(cè)面為非光滑壁面；所述試驗(yàn)筒右端蓋上設(shè)置有壓緊套管，所述試驗(yàn)樣件壓緊系統(tǒng)包括密封設(shè)置在所述壓緊套管內(nèi)的壓緊面單元、壓緊面支撐單元和壓緊驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在所述壓緊驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動作用下，能夠推動壓緊面單元向前移動并對試驗(yàn)樣件的非光滑壁面進(jìn)行頂緊，且試驗(yàn)筒筒體的內(nèi)腔保持密封狀態(tài)；所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置的動力輸出端與扭矩信號采集單元的動力輸入端相連，扭矩信號采集單元的動力輸出端與傳動軸的左端固定連接。

所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于還包括第一實(shí)驗(yàn)平臺，所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置包括通過電機(jī)支座固定安裝在第一實(shí)驗(yàn)平臺上的電機(jī)，所述扭矩信號采集單元包括通過耦合器支座固定安裝在第一實(shí)驗(yàn)平臺上的扭矩信號耦合器，電機(jī)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與扭矩信號耦合器的輸入端相連，扭矩信號耦合器的輸出端通過第二聯(lián)軸器與所述傳動軸的左端固定連接。

所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于所述傳動軸為五段階梯軸；從左向右開始，傳動軸的第二段和第四段均通過軸承與所述軸承套筒內(nèi)壁固定連接，以對傳動軸進(jìn)行定位與固定；傳動軸的第三段與軸承套筒內(nèi)壁之間設(shè)置有第一密封環(huán)，以對試驗(yàn)筒筒體進(jìn)行密封。

所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于還包括第二實(shí)驗(yàn)平臺和供水系統(tǒng)，所述供水系統(tǒng)包括設(shè)于第二實(shí)驗(yàn)平臺下方的水槽及放置在水槽內(nèi)的潛水泵，水槽內(nèi)盛有水；所述試驗(yàn)筒筒體底部通過固定腔座固定安裝在第二實(shí)驗(yàn)平臺上，所述出水管設(shè)于試驗(yàn)筒筒體底部，且出水管下端從固定腔座和第二實(shí)驗(yàn)平臺穿出并伸入到水槽內(nèi)的水中，出水管上設(shè)置有控制閥；所述進(jìn)水管設(shè)于試驗(yàn)筒筒體頂部，且進(jìn)水管的進(jìn)水端伸入水槽內(nèi)并與潛水泵的出水端連通。