[實(shí)用新型]一種連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022502960.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213516276U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高廣中;李加武;白樺;姚博;韋立博;嚴(yán)慶辰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M9/08
• 分類(lèi)號(hào): G01M9/08;G01M9/06
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置，包括剛性絕緣桿、金屬片、連接板、電磁鐵、電線、滑動(dòng)變阻器、電源。可以提供線性、連續(xù)可調(diào)的豎向/扭轉(zhuǎn)阻尼，豎向和扭轉(zhuǎn)阻尼比可以獨(dú)立調(diào)整，不存在傳統(tǒng)阻尼器無(wú)法連續(xù)可調(diào)、線性度差、易受模型靜風(fēng)變位影響等問(wèn)題。本裝置安裝方便、構(gòu)造簡(jiǎn)單，能夠在大靜風(fēng)變形和大振幅下獲得線性、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)阻尼，且可以實(shí)現(xiàn)阻尼系數(shù)的連續(xù)調(diào)整，為土木結(jié)構(gòu)風(fēng)洞測(cè)試提供可靠的結(jié)構(gòu)阻尼。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于土木結(jié)構(gòu)風(fēng)洞測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置。

背景技術(shù)

彈簧懸掛節(jié)段模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是測(cè)量大量土木柔性結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng) (顫振、馳振、渦振、抖振等)的一種重要方法，也是識(shí)別鈍體斷面氣動(dòng)參數(shù)的一種主要方法，這些土木柔性結(jié)構(gòu)包括桅桿、橋梁主梁、吊桿、橋塔、拉索、輸電線等等。彈簧懸掛節(jié)段模型風(fēng)洞測(cè)試的一項(xiàng)重要要求是通過(guò)阻尼裝置模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的阻尼特性，有時(shí)也需要改變結(jié)構(gòu)阻尼比的大小，以考察在實(shí)際結(jié)構(gòu)施加阻尼器對(duì)風(fēng)致振動(dòng)的抑制效果。在風(fēng)洞測(cè)試過(guò)程中，需要模型振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼特性是線性、連續(xù)可調(diào)的，且需要保證在風(fēng)致大振幅振動(dòng)和大靜風(fēng)變形時(shí)，結(jié)構(gòu)阻尼特性保持穩(wěn)定。

傳統(tǒng)在風(fēng)洞測(cè)試中施加結(jié)構(gòu)阻尼的裝置包括：在拉伸彈簧上附加鋼絲圈阻尼器、在吊臂上施加TMD阻尼器、在拉伸彈簧上纏繞膠帶等，存在如下問(wèn)題：

(1)無(wú)法連續(xù)調(diào)整豎向和扭轉(zhuǎn)阻尼，一般需要多次試錯(cuò)來(lái)“逼近”所需要的阻尼值，阻尼的誤差不可避免；

(2)結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)隨模型振幅而顯著變化；

(3)結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)隨模型的靜風(fēng)變形而變化。

傳統(tǒng)施加結(jié)構(gòu)阻尼裝置存在的上述缺陷，會(huì)對(duì)風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果造成顯著的誤差，因此，研發(fā)一種新的阻尼裝置來(lái)提供線性、連續(xù)可調(diào)的結(jié)構(gòu)阻尼，一直是申請(qǐng)人關(guān)注的熱點(diǎn)課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)土木柔性結(jié)構(gòu)風(fēng)洞振動(dòng)測(cè)試中施加結(jié)構(gòu)阻尼的需要，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置，以避免振動(dòng)試驗(yàn)中大靜風(fēng)變形和大振幅的干擾，保證豎向/扭轉(zhuǎn)阻尼為線性、且可連續(xù)可調(diào)。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案：

一種連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置，包括剛性絕緣桿、圓形金屬片、連接板、電磁鐵、電線、滑動(dòng)變阻器、電源、吊臂、拉伸彈簧和剛性試驗(yàn)?zāi)Ｐ停黄涮卣髟谟冢鰟傂越^緣桿與圓形金屬片通過(guò)螺栓連接，剛性絕緣桿上端與連接板固結(jié)；連接板通過(guò)膠帶偏心固定于吊臂上；電磁鐵、滑動(dòng)變阻器和電源通過(guò)電線連接，形成一個(gè)閉合的直流電路，電流可通過(guò)滑動(dòng)變阻器連續(xù)調(diào)整，從而在兩層電磁鐵之間形成一個(gè)近似均勻的磁場(chǎng)，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的電阻可以連續(xù)調(diào)整該磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小；剛性試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢啥伺c吊臂固結(jié)，剛性試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮陲L(fēng)洞風(fēng)場(chǎng)的激勵(lì)下進(jìn)行豎向/扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，吊臂連同拉伸彈簧和圓形金屬片隨剛性試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯竭M(jìn)行豎向/扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；金屬片在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電磁鐵附近的磁感線在其內(nèi)部形成渦電流，電磁鐵附近的磁場(chǎng)對(duì)渦電流產(chǎn)生阻尼力。

本實(shí)用新型的連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置，與傳統(tǒng)施加結(jié)構(gòu)阻尼裝置相比，帶來(lái)的技術(shù)效果是，可以有效地實(shí)現(xiàn)土木結(jié)構(gòu)風(fēng)洞振動(dòng)測(cè)試中結(jié)構(gòu)阻尼比的連續(xù)調(diào)整，且阻尼系數(shù)保持為常數(shù)，不受模型大振幅振動(dòng)和靜風(fēng)變形的影響，顯著提高風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試的精度。該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于安裝調(diào)試、經(jīng)濟(jì)性好。

附圖說(shuō)明

圖1是附加了本實(shí)用新型的連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置的彈簧懸掛節(jié)段模型試驗(yàn)裝置示意圖；

圖2(a)和圖2（b）是本實(shí)用新型的連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置的阻尼參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖，其中，(a)圖是豎向阻尼計(jì)算簡(jiǎn)圖，(b)圖是扭轉(zhuǎn)阻尼計(jì)算簡(jiǎn)圖；

圖3是施加了本實(shí)用新型的連續(xù)可調(diào)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)線性阻尼裝置的阻尼比隨振幅變化示例；