[實用新型]一種風洞氣彈試驗機構

有效

• 申請號: 201922220497.9
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN211452786U
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 朱衛軍;孫昕;范廣恒;孫振業;楊俊偉;楊華;胡盛靖;徐東寅;李政;曹耀忠
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本實用新型公開了一種風洞氣彈試驗機構，包括底座、翼型段、導向裝置和滑套；所述導向裝置設于底座的兩端，所述導向裝置設有滑套，所述導向裝置與滑套之間設有彈性部件，所述滑套之間設有用于連接翼型段的連接軸，所述連接軸上設有刻度圈和第一導向軸支座，所述第一導向軸支座設有用于比對刻度圈的邊線；本實用新型通過改變刻度圈與導向軸支座開口處對應的刻度，來精確調節翼型段的初始攻角，方便觀察不同攻角下的顫振現象；本實用新型采用圓柱軌道和直線軸承組裝而成的導軌，來控制翼型段沉浮自由度上的變化，減小了翼型段做沉浮運動時導軌間的阻力影響，從而減小了實驗誤差。

技術領域

本實用新型涉及一種風洞氣彈試驗機構，屬于風洞氣彈試驗裝置技術領域。

背景技術

隨著化石能源日益枯竭，人們對發展新能源愈加重視。風能作為一種取用不盡、清潔無污染的可再生能源，成為替代化石能源的最優選擇之一。

我國的風資源十分豐富，在政策的支持下，我國的風力發電技術發展十分迅速。風力機的大型化是未來的發展趨勢，據分析，至2020年，風輪直徑250m、單機容量達到20兆瓦的超大型風力機將會出現。風力機的大型化必然會導致風輪葉片柔性增大，在氣動力的作用下，葉片將會發生較大的變形。葉片的變形會導致葉片氣動性能發生改變，從而形成葉片氣動力與葉片變形相互耦合的氣彈響應過程。這樣的影響會導致葉片變形或振動，使其偏離最優發電狀態，造成整機的輸出功率下降，且偏離最有的工況位置，如果變形繼續增大，會造成葉片的失穩從而導致破壞，甚至塔架的倒塌，出于機組安全性和經濟性方面的考慮，研究大型風力機葉片的氣動彈性問題具有非常重要的意義。

在風電葉片的彈性變形模態中，揮舞方向與扭轉方向變形耦合是產生氣彈耦合的主要方式。將三維葉片揮舞和扭轉耦合變形的氣彈響應過程，簡化為二維翼型在沉浮和俯仰方向在彈性約束下的運動，從而設計兩自由度氣彈耦合的實驗機構，為大型柔性葉片設計提供理論指導。

目前進行風洞氣彈試驗所選用的試驗機構翼段質量是恒定的，需要多次調試才能觀測到翼段的顫振現象，浪費了時間，增加了試驗成本。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，在風洞試驗中，現有的氣彈試驗機構，觀測顫振現象不夠明顯，需要進行多次調試，試驗成本高，同時試驗風速的范圍有限。

風力機工作在大氣邊界層內，主要發生三種振動：揮舞振動、擺振振動和扭轉振動。因為最常見的氣彈變形現象就是葉片的揮舞和扭轉耦合。所以根據將實際的三維葉片問題簡化為剛性葉段來模擬展向流動特點，用沉浮和俯仰兩自由度彈性支撐模擬彎扭變形約束，實現葉段的氣彈振蕩模擬，并得出的流動結構、氣動力及彈性運動歷程。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種風洞氣彈試驗機構，包括底座、翼型段、導向裝置和滑套；所述導向裝置設于底座的兩端，所述導向裝置設有滑套，所述導向裝置與滑套之間設有彈性部件，所述滑套之間設有用于連接翼型段的連接軸，所述連接軸上設有刻度圈和第一導向軸支座，所述第一導向軸支座設有用于比對刻度圈的邊線；

所述連接軸旋轉使翼型段和刻度圈繞連接軸轉動，即刻度圈與比線的旋轉角度對應翼型段攻角的變化。

優選地，所述翼型段的側部設有軸承座，所述連接軸的一端與軸承座連接，另一端通過第一導向軸支座連接有T型連接架，所述T型連接架與滑套連接。

優選地，所述導向裝置頂端設有立式軸支座，所述立式軸支座連接有倒T型連接架，所述彈性部件一端與T型連接架連接，另一端與倒T型連接架連接。

優選地，所述連接軸設有扭力彈簧，所述扭力彈簧一端與軸承座連接，另一端連接有固定環。

優選地，所述軸承座安裝在翼型段的剛心位置處。

優選地，所述翼型段包括載框，所述載框設有用于開閉的端蓋，所述載框內設有固定框，所述固定框設有多個配重盤。