[发明专利]一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置及使用方法

权利要求书

1.一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置，其特征在于：包括模型(8)、模型支撑轴(14)、转窗(20)和驱动机构(21)，模型(8)设置在风洞侧壁(22)内侧，转窗(20)安装在风洞侧壁(22)上，驱动机构(21)设置在风洞侧壁(22)外侧，转窗(20)上加工有第一滑槽(15)，第一滑槽(15)纵向设置在转窗(20)上，模型支撑轴(14)滑动连接在第一滑槽(15)上，模型支撑轴(14)穿过第一滑槽(15)与模型(8)建立连接，驱动机构(21)包括俯仰驱动机构和平移驱动机构，俯仰驱动机构与平移驱动机构分别与模型支撑轴(14)建立连接；

所述俯仰驱动机构包括俯仰电机(1)、俯仰减速器(2)、第一偏心轮(3)、第一滑块(4)、第一滑轨(5)、齿条(6)和齿轮(7)，俯仰电机(1)通过俯仰减速器(2)与第一偏心轮(3)建立连接，第一偏心轮(3)与第一滑块(4)连接，第一滑块(4)滑动安装在第一滑轨(5)上，第一滑轨(5)竖直设置在转窗(20)上，第一滑块(4)上设置有齿条(6)，齿条(6)与第一滑轨(5)平行布置，齿条(6)与齿轮(7)啮合，齿轮(7)套装在模型支撑轴(14)上；

所述平移驱动机构包括平移电机(9)、平移减速器(10)、第二偏心轮(11)、第二滑块(12)和第二滑轨(13)，平移电机(9)通过平移减速器(10)与第二偏心轮(11)建立连接，第二偏心轮(11)与第二滑块(12)连接，第二滑块(12)滑动设置在第二滑轨(13)上，第二滑轨(13)竖直设置在转窗(20)上，第二滑块(12)与模型支撑轴(14)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置，其特征在于：所述第一偏心轮(3)上设置有第一固定杆(16)，第一滑块(4)的侧壁上横向加工有第二滑槽(17)，第一固定杆(16)滑动设置在第二滑槽(17)内。

3.根据权利要求1所述的一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置，其特征在于：所述第二偏心轮(11)上设置有第二固定杆(18)，第二滑块(12)的侧壁上横向加工有第三滑槽(19)，第二固定杆(18)滑动设置在第三滑槽(19)内。

4.权利要求3所述的一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下三种振动状态：

单独俯仰振动：将模型支撑轴(14)与第二滑块(12)之间滚转运动限制放开，模型支撑轴(14)在第二滑块(12)内自由旋转，俯仰电机(1)经由俯仰减速器(2)带动第一偏心轮(3)连续旋转，第一偏心轮(3)带动第一滑块(4)在第一滑轨(5)上上下移动，第一滑块(4)上的齿条(6)上下移动带动齿轮(7)作正弦振动，进而带动模型(8)做正弦俯仰振动；

单独俯仰振动时，模型迎角的运动规律为：

α(t)＝α_mean+α_ampsin(2πf₁t)

式中，α(t)是t时刻的模型(8)迎角，t是时间，以模型(8)开始振动时刻为0点，α_mean是为平均迎角；α_amp为俯仰振动角度振幅；f₁为俯仰振动频率；

单独平移振动：将模型支撑轴(14)与第二滑块(12)之间滚转运动限制住，两者之间固定连接，将齿轮(7)与齿条(6)脱开，平移电机(9)经由平移减速器(10)带动第二偏心轮(11)连续旋转，带动第二滑块(12)作上下方向的运动，第二滑块(12)带动模型(8)上下平移振动；

单独平移振动时，模型(8)垂直方向位移的运动规律为：

y(t)＝y_ampsin(2πf₂t)

式中，y(t)是t时刻的模型(8)的垂直方向位移，y_amp是为平移振动位移振幅；f₂是为平移振动频率；t为时间，以模型(8)开始振动时刻为0点；

俯仰和平移复合振动：

将模型支撑轴(14)与第二滑块(12)之间滚转运动限制放开，将齿轮(7)与齿条(6)之间啮合，俯仰电机(1)与平移电机(9)同时启动，在第一偏心轮(3)和第二偏心轮(11)的带动下，模型(8)作俯仰与平移的复合运动，俯仰振动频率与平移振动频率相同；

模型(8)复合振动时，模型(8)迎角的运动规律为：

α(t)＝α_mean+α_ampsin(2πf₃t)

式中，α(t)是t时刻的模型(8)迎角，α_mean是为平均迎角；α_amp为俯仰振动角度振幅；f₃为俯仰振动频率；t为时间，以模型(8)开始振动时刻为0点；

模型(8)复合振动时，模型(8)垂直方向位移的运动规律为：

式中，y(t)是t时刻的模型(8)的垂直方向位移，y_amp是为平移振动位移振幅；f₄是为平移振动频率，f₃＝f₄；φ为平移运动与俯仰振动之间的相位角；t为时间，以模型(8)开始振动时刻为0点。