[实用新型]一种风洞气弹试验机构

说明书

本实用新型公开了一种风洞气弹试验机构，包括底座、翼型段、导向装置和滑套；所述导向装置设于底座的两端，所述导向装置设有滑套，所述导向装置与滑套之间设有弹性部件，所述滑套之间设有用于连接翼型段的连接轴，所述连接轴上设有刻度圈和第一导向轴支座，所述第一导向轴支座设有用于比对刻度圈的边线；本实用新型通过改变刻度圈与导向轴支座开口处对应的刻度，来精确调节翼型段的初始攻角，方便观察不同攻角下的颤振现象；本实用新型采用圆柱轨道和直线轴承组装而成的导轨，来控制翼型段沉浮自由度上的变化，减小了翼型段做沉浮运动时导轨间的阻力影响，从而减小了实验误差。

技术领域

本实用新型涉及一种风洞气弹试验机构，属于风洞气弹试验装置技术领域。

背景技术

随着化石能源日益枯竭，人们对发展新能源愈加重视。风能作为一种取用不尽、清洁无污染的可再生能源，成为替代化石能源的最优选择之一。

我国的风资源十分丰富，在政策的支持下，我国的风力发电技术发展十分迅速。风力机的大型化是未来的发展趋势，据分析，至2020年，风轮直径250m、单机容量达到20兆瓦的超大型风力机将会出现。风力机的大型化必然会导致风轮叶片柔性增大，在气动力的作用下，叶片将会发生较大的变形。叶片的变形会导致叶片气动性能发生改变，从而形成叶片气动力与叶片变形相互耦合的气弹响应过程。这样的影响会导致叶片变形或振动，使其偏离最优发电状态，造成整机的输出功率下降，且偏离最有的工况位置，如果变形继续增大，会造成叶片的失稳从而导致破坏，甚至塔架的倒塌，出于机组安全性和经济性方面的考虑，研究大型风力机叶片的气动弹性问题具有非常重要的意义。

在风电叶片的弹性变形模态中，挥舞方向与扭转方向变形耦合是产生气弹耦合的主要方式。将三维叶片挥舞和扭转耦合变形的气弹响应过程，简化为二维翼型在沉浮和俯仰方向在弹性约束下的运动，从而设计两自由度气弹耦合的实验机构，为大型柔性叶片设计提供理论指导。

目前进行风洞气弹试验所选用的试验机构翼段质量是恒定的，需要多次调试才能观测到翼段的颤振现象，浪费了时间，增加了试验成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，在风洞试验中，现有的气弹试验机构，观测颤振现象不够明显，需要进行多次调试，试验成本高，同时试验风速的范围有限。

风力机工作在大气边界层内，主要发生三种振动：挥舞振动、摆振振动和扭转振动。因为最常见的气弹变形现象就是叶片的挥舞和扭转耦合。所以根据将实际的三维叶片问题简化为刚性叶段来模拟展向流动特点，用沉浮和俯仰两自由度弹性支撑模拟弯扭变形约束，实现叶段的气弹振荡模拟，并得出的流动结构、气动力及弹性运动历程。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种风洞气弹试验机构，包括底座、翼型段、导向装置和滑套；所述导向装置设于底座的两端，所述导向装置设有滑套，所述导向装置与滑套之间设有弹性部件，所述滑套之间设有用于连接翼型段的连接轴，所述连接轴上设有刻度圈和第一导向轴支座，所述第一导向轴支座设有用于比对刻度圈的边线；

所述连接轴旋转使翼型段和刻度圈绕连接轴转动，即刻度圈与比线的旋转角度对应翼型段攻角的变化。

优选地，所述翼型段的侧部设有轴承座，所述连接轴的一端与轴承座连接，另一端通过第一导向轴支座连接有T型连接架，所述T型连接架与滑套连接。

优选地，所述导向装置顶端设有立式轴支座，所述立式轴支座连接有倒T型连接架，所述弹性部件一端与T型连接架连接，另一端与倒T型连接架连接。

优选地，所述连接轴设有扭力弹簧，所述扭力弹簧一端与轴承座连接，另一端连接有固定环。

优选地，所述轴承座安装在翼型段的刚心位置处。

优选地，所述翼型段包括载框，所述载框设有用于开闭的端盖，所述载框内设有固定框，所述固定框设有多个配重盘。