[发明专利]基于精密直线滑轨的桥上移动车辆模型风洞试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，具体为一种基于精密直线滑轨的桥上移动车辆模型风洞试验装置。

背景技术

为保证移动车辆在横风作用下的安全运行，需要测试列车在横向风作用下车辆的气动特性。试验时，由风洞提供垂直于桥梁方向的横向风作用于车辆和桥梁，牵引控制系统控制车量速度，使其按照“加速-平稳-减速”的过程移动，并在在平稳移动阶段测试车辆模型所受的六分力。现在有移动车辆模型风洞试验装置中，受试验装置加工精度、测试仪器及牵引控制系统的限制，车辆模型在平稳移动过程中，车辆模型不可避免的存在一定的振动，当采用天平测试车辆模型的气动力时，无法过滤车辆模型惯性力的影响，从而影响测试精度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采用精密直线滑轨和滑块明显减小车辆模型振动的基于精密直线滑轨的桥上移动车辆模型风洞试验装置，技术方案如下：

一种基于精密直线滑轨的桥上移动车辆模型风洞试验装置，包括车辆模型、测力天平、速度传感器、牵引系统，以及由支架支撑的桥梁模型，还包括固定设置在所述桥梁模型桥面上的精密直线滑轨，所述精密直线滑轨上设有与牵引系统连接的滑动装置，所述滑动装置固定在车辆模型内；所述测力天平通过测力支架固定在所述滑动装置上；所述速度传感器设置在所述桥梁模型的桥面上。

进一步的，所述滑动装置由一个以上的滑块通过滑块连接杆固定连接构成，所述滑块底部设有U型滑槽，滑槽卡套在所述精密直线滑轨上。

更进一步的，所述桥梁模型为等截面，桥面上设有用于安装所述精密直线滑轨的U型轨道槽，U型轨道槽的宽度大于所述滑动装置的宽度，精密直线滑轨和滑动装置的接触面与桥面为同一平面；所述精密直线滑轨下方设有滑轨平台，滑轨平台固定在滑轨平台支撑上，滑轨平台支撑固定在所述桥梁模型的支架上。

更进一步的，所述牵引系统包括位于桥梁模型两端的两个设置在带轮架上的带轮，所述带轮由伺服电机通过传动带驱动；还包括同步带，所述同步带绕桥梁模型桥面和桥底以及两个带轮一周，且同步带的两端分别连接所述滑动装置的两端。

更进一步的，所述牵引系统还包括设置于所述桥梁模型桥底的用于增加同步带张力的张紧轮。

更进一步的，还包括起稳固作用的底板，所述底板固定在所述桥梁模型的支架之下。

本发明的有益效果是：本发明采用了精密直线滑轨和滑块，可大大减小车辆模型在移动过程中的振动，实现车辆模型的高精度平稳运行，从而可使测力天平更精确的测试出车辆模型的气动力，还可测试不同风向、不同风速、不同车速下车辆六分量力；该系统成本低、原理简单且操作容易；并可适用于多种交通车辆位于不同线路形式时气动力的风洞试验，适用范围很广。

附图说明

图1为桥上移动车辆模型风洞试验装置的整体结构示意图。

图2为图1中A-A处剖面结构示意图。

图中：1、车辆模型；2、桥梁模型；3、滑轨平台；4、测力天平；5、测力支架；6、滑块；7、滑块连接杆；8、同步带；9、滑轨平台支撑；10、支架；11、张紧轮；12、底板；13、风洞地板；14、带轮架；15、带轮；16、伺服电机；17、传动带；18、精密直线滑轨；19、速度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：一种基于精密直线滑轨的桥上移动车辆模型风洞试验装置，包括车辆模型1、测力天平4、速度传感器19、牵引系统，以及由支架10支撑的桥梁模型2，还包括固定设置在所述桥梁模型2桥面上的精密直线滑轨18，所述精密直线滑轨18上设有与牵引系统连接的滑动装置，所述滑动装置固定在车辆模型1内；设置一定数量的速度传感器19在桥梁模型2的桥面上，速度传感器19为非接触式传感器，用于测试滑块6通过时的速度。桥梁模型2沿长度为等截面，车辆模型1可以是汽车或火车等地面交通工具的模型，本实施例选用列车模型。

其中，滑动装置由一个以上的滑块6通过滑块连接杆7固定连接构成，所述滑块6底部设有U型滑槽，滑槽卡套在所述精密直线滑轨18上，本实施例，选用3个滑块6。精密直线滑轨18与滑块6是配套的一个系统，通常为合金铝制品，国内外很多品牌可满足此要求，其精密度要求一般为P级。滑块6和精密直线滑轨18间的间隙可控制在30μm范围内，明显减小了车辆模型1的振动，使采用天平直接精确测试车辆模型1的气动力成为可能。精密直线滑轨18的尺寸很小（15mm），嵌入桥面后（高铁简支梁模型桥面宽600mm），对气流的干扰很小。