[发明专利]一种舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置及方法

权利要求书

1.一种舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，包括水洞、舵轴系统、间隙模拟部件、以及扭转刚度模拟部件(5)，舵轴系统包括舵轴(2)和连接在舵轴(2)一端部的舵叶(1)，舵轴(2)具有舵叶(1)的一端设置于水洞内部，且舵轴(2)的设置方向与水洞内的水流方向垂直；其特征在于，所述舵轴系统还包括穿过舵轴(2)且与舵轴(2)垂直的扭杆(4)；

所述间隙模拟部件包括两个套设在扭杆(4)两端的中空件(9)；

所述扭转刚度模拟部件(5)包括方形框架(13)、两组上部弹簧组件、以及两组下部弹簧组件，两组上部弹簧组件的顶端均连接方形框架(13)的顶边，底端分别活动连接两个中空件(9)的顶部，两组下部弹簧组件的底端均连接方形框架(13)的底边，顶端分别活动连接两个中空件(9)的底部；

所述中空件(9)在上部弹簧组件和下部弹簧的牵引下与扭杆(4)之间形成间隙；

振动采集组件，其用于采集舵轴系统的流激扭转振动。

2.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述上部弹簧组件包括上部可调螺杆(6)和上部弹簧(7)，上部可调螺杆(6)的顶端连接方形框架(13)的顶边，底端连接上部弹簧(7)的顶端，上部弹簧(7)的底端活动连接中空件(9)的顶部；

所述下部弹簧(12)包括下部可调螺杆(11)和下部弹簧(12)，下部可调螺杆(11)的底端连接方形框架(13)的底边，顶端连接下部弹簧(12)的底端，下部弹簧(12)的顶端活动连接中空件(9)的底部；

所述上部弹簧(7)和所述下部弹簧(12)均采用高圆弹簧。

3.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述方形框架(13)的顶边和底边还分别设有顶部滑轨和底部滑轨(8)；

上部弹簧组件的顶端位于顶部滑轨内，下部弹簧组件的底端位于底部滑轨(8)内；

通过调节上部弹簧组件的顶端在顶部滑轨内的位置和调节下部弹簧组件的底端在底部滑轨(8)内的位置调节相应中空件(9)的位置。

4.如权利要求3所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述顶部滑轨和底部滑轨(8)相互平行设置。

5.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述方形框架(13)的顶边和底边均与所述扭杆(4)平行。

6.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述中空件(9)采用方环，方环的顶部和底部均设有多个用于连接的吊耳(15)。

7.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述装置还包括大地支架(14)和多个轴承基座(10)，所述方形框架(13)设置于所述大地支架(14)上，所述多个轴承基座(10)沿所述舵轴(2)的设置方向设置，并用于支乘所述舵轴(2)。

8.如权利要求1所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，其特征在于，所述舵轴(2)与所述水洞的连接处还设有水密组件。

9.一种舵轴系统间隙的水洞试验模拟方法，其特征在于，基于权利要求1-8中任一项所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟装置，包括：

初始状态下，通过上部弹簧组件和下部弹簧将间隙模拟部件与扭转刚度模拟部件(5)连接，将间隙模拟部件套设在扭杆(4)的两端，通过张紧上部弹簧组件和下部弹簧组件，使间隙模拟部件与扭杆(4)之间产生间隙；

试验状态下，通过振动采集组件采集舵轴(2)和/或扭杆(4)的振动数据，根据间隙模拟部件的尺寸数据得到间隙模拟部件与扭杆(4)之间的间隙数据，根据振动数据和间隙数据得到舵轴系统的流激扭转振动性能。

10.如权利要求9所述的舵轴系统间隙的水洞试验模拟方法，其特征在于，通过调整上部弹簧组件和下部弹簧组件的位置调整间隙模拟部件与扭杆(4)之间的相对位置；

通过调整间隙模拟部件与扭杆(4)之间的相对位置、调整上部弹簧组件的弹性系数、以及下部弹簧组件的弹性系数调整舵轴系统的扭转刚度。