[發明專利]一種橋梁風洞風速和車輛測力試驗系統及方法

在審

• 申請號: 202011260426.2
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112268683A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 林曉波;林立;袁志群;呂恒慶;胡磊;胡海濤;王淮峰;夏丹丹;張祥敏
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04;G01M17/007
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

本發明公開了一種橋梁風洞風速和車輛測力試驗系統及方法，涉及橋梁風工程技術領域，包括車輛模型、測風平臺和測力平臺。測風平臺設置在風洞內部，包括測風天車，用于不同位置風速和風向的測量。測力平臺設置在橋梁模型內部，包括測力天平和機械伺服系統，車輛模型鎖閉于測力天平上，便于試驗過程中及時采集車輛模型六分力；機械伺服系統用于輸送和移動測力天平。本發明通過測風平臺和測力平臺的配合，可隨時、不間斷地同步采集試驗各個工況下各車道的風速風向及相應的車輛模型六分力，減少風洞停機調整工況及設備的次數，減少人工干擾，提高了試驗的效率和精度。

技術領域

本發明涉及橋梁風工程技術領域，特別是涉及一種橋梁風洞風速和車輛測力試驗系統及方法。

背景技術

橋梁風工程研究中，為了對比不同方案優劣性，往往開展不同模型方案的同一或某幾個物理量的測量試驗。在橋梁測速試驗及車輛測力試驗時，為了測量不同模型方案下，模型附近區域點的風速及不同車道汽車六分力，主要通過測風儀及測力天平進行不同位置點風速與不同車道及汽車模型方案六分力測量。

目前，風洞試驗主要通過人工手動實現風速測量儀及測力天平位置移動及不同汽車模型方案更換。然而，人工手動移動測量設備，一方面，無法保證移動位置準確性；另一方面，在移動傳感器過程中，因為需要人員進出實驗室，而不得不暫時停止運行風機等設備，這將難以保證測速及測力試驗來流條件的統一性，并耗費許多時間，在科研任務繁重的當下，這會過多占用實驗室資源，并提高試驗成本。因此，如何高效實現多風速工況、多測點、多車道的不間斷風洞試驗及汽車模型更換，以獲得最接近實際的試驗結果，最大程度地實現測速試驗和測力試驗的試驗條件的統一性，減少由于人工移動造成的試驗條件干擾誤差，成為了一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種橋梁風洞風速和車輛測力試驗系統及方法，以解決上述現有技術存在的問題，減少人工干擾，提高了試驗的效率和精度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種橋梁風洞風速和車輛測力試驗系統，包括車輛模型、測力天平、測風平臺和測力平臺，所述測風平臺包括測風天車，所述測風平臺設置在風洞內部并用于不同位置風速和風向的測量，所述測力平臺設置在橋梁模型內部，所述測力平臺包括機械伺服系統，所述車輛模型鎖閉于所述測力天平上，所述測力天平用于測量所述車輛模型的六分力，所述機械伺服系統用于輸送和移動所述測力天平。

優選的，所述車輛模型下端設置有承載臺，所述承載臺上開設有四個通孔，各所述通孔中放置一測力桿，所述車輛模型的四個車輪分別設置在四個所述測力桿的上端，所述測力桿的下端與所述測力天平連接，所述承載臺與所述機械伺服系統滑動連接。

優選的，所述測力天平包括外殼，所述外殼頂部設置有頂板，所述頂板上開設有用于所述測力桿穿過的定位孔，所述外殼內部設置有裝夾裝置，所述裝夾裝置與所述外殼之間設置有測力內環，所述裝夾裝置用于夾緊所述測力桿并將所述測力桿與所述測力內環的卡槽接觸，所述裝夾裝置中心位置處開設有鎖閉槽，所述鎖閉槽與所述機械伺服系統的提升桿匙板相匹配，所述外殼底部設置有底板，所述底板采用導磁材料制成，所述底板的中心處設置有貫穿所述底板的通孔，所述通孔與所述鎖閉槽相對應，所述底板的底部設置有導向槽，所述底板上設置有電池、無線充電模塊和藍牙發射模塊，所述外殼上開設有與所述藍牙發射模塊位置對應的信號輸出窗口，所述測力內環通過壓電模塊與所述藍牙收發模塊電連接。

優選的，所述裝夾裝置還包括鎖閉壓板、四個彈簧卡銷和四個壓桿，所述鎖閉壓板設置在所述鎖閉槽的外側，所述彈簧卡銷設置在所述鎖閉壓板的外側，各所述壓桿的中心設置有一轉軸，所述壓桿的一端與一所述測力桿接觸，所述壓桿的另一端與一所述彈簧卡銷接觸。