[发明专利]针对封闭式桥梁的移动列车风洞模型试验系统

说明书

技术领域

本发明属于列车风洞模型测试技术领域，具体涉及针对封闭式桥梁的移动列车风洞模型试验系统。

背景技术

随着我国社会经济的发展与生活节奏的加快，城际轨道交通已经成为城市间最主要的乘坐工具。

随着高速列车运行速度的逐步提高，一些空气动力问题越来越凸显出来，包括空气阻力、横风效应、会车效应和启动噪声等，因此，开展空气动能学问题研究对于提高高速列车的安全性、稳定性和舒适性以及节能降耗等具有非常重要的现实意义。

目前研究高速列车的空气动力学问题，通常采用风洞模型试验、动模型试验和实车路线测试等方法。其中，风洞模型试验是研究高速列车空气动力学问题最主要的手段之一。目前，主要采用静止模型进行车-桥系统节段模型试验，以考虑列车和桥梁相互之间的气动影响，但是未能充分考虑到列车风与自然横风之间的差异性。在静止模型下，通过设置一定风向角来模拟的自然横风和列车风在底板附近形成了一定厚度的边界层，称为“地面效应”，而采用移动列车运行方向是不动的，列车和桥梁与气流的相对风向角不同，因此，常用的通过设置模型风向角考虑列车运动影响的方法，不能准确模拟移动列车-桥梁系统的相互气动影响。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的针对封闭式桥梁的移动列车风洞模型试验系统解决了静止模型下不能准确模拟移动列车-桥梁系统的相互气动影响的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种针对封闭式桥梁的移动列车风洞模型试验系统，包括设置在风洞实验室的桥梁模型、导轨、列车模型、可调平支架、底板、连接装置、传动装置和控制系统；

所述可调平行支架固定在底板上；

所述桥梁模型设置于可调平支架上，且顶部中间设置有通长的开口槽；

所述桥梁模型内部设置有导轨，所述导轨设置于桥梁模型的开口槽正下方；

所述列车模型设置于桥梁模型的上方，通过连接装置与导轨连接；

所述连接装置与传动装置连接，所述传动装置与控制系统通信连接。

本发明的有益效果为：本发明提供的针对封闭式的移动列车风洞模型试验系统实现了列车模型在轨道上的反复往返运行，列车模型处于运动状态，桥梁模型处于静止状态，因此可以更切合实际的模拟移动列车在桥上的气动特性；该模型系统置于风洞试验室内，控制系统和测力天平集成控制，自动采集，操作简单。

进一步地，所述连接装置包括测力天平、滑块和滑块连接件；

所述测力天平设置于列车模型的车厢主体内部；

所述滑块设置于导轨内部，所述滑块连接件设置于导轨和桥梁模型之间；

所述测力天平一端通过滑块连接件与滑块连接，另一端与列车模型固定连接；

所述测力天平与控制系统通信连接。

上述进一步方案的有益效果为：连接装置将列车模型和导轨连接起来，实现列车在导轨的带动下，在桥梁模型上运动。

进一步地，所述传动装置包括同步带、动力装置和同步带张紧装置；

所述动力装置有两个，分别设置于桥梁模型的两个顶端，所述动力装置通过同步带与滑块连接，所述动力装置与控制系统通信连接；

所述同步带张紧装置设置于桥梁模型下方，并与同步带连接。

上述进一步方案的有益效果为：实现列车模型在直线导轨上的往返反复运行，实现列车模型在导轨上的移动控制及同步测试。

进一步地，所述导轨包括加速区段、匀速区段和减速区段，所述加速区段和减速区段分别设置于桥梁模型的两端，所述匀速区段设置于加速区段和减速区段之间。

上述进一步方案的有益效果为：导轨设置有三个区段，实现模拟试验系统对列车实际运行情况的模拟。

进一步地，所述同步带张紧装置有四个，其中两个同步张紧装置固定设置于导轨的加速区段对应的桥梁模型下方的可调平支架上，另外两个同步张紧装置固定设置于导轨的减速区段对应的桥梁模型下方的可调平支架上。

上述进一步方案的有益效果为：设置的同步带张紧装置，确保长距离下的同步带的张紧，保证高速度下列车模型的平稳运行；同时，仅选择在导轨加速区段和减速区段下方设置张紧装置，避免张紧装置对匀速区段气动扰流产生影响张紧装置采用多重张紧轮组合张紧，配合调试，使同步带自身受力俊宇，确保列车模型在高速下仍能可靠运行。

进一步地，所述导轨内设置有机械限位部件。

上述进一步方案的有益效果为：确保列车运行安全并进行合理限位。