Устройство для исследования аэродинамических нагрузок модели автопоезда Советский патент 1991 года по МПК G01M17/07 

фиг.1

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при аэродинамических исследованиях устойчивости движения автопоездов при нестационарном боковом ветре.

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения условий взаимодействия автопоезда с воздушным потоком.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид по стрел- ке А на фиг. 1; на фиг. 3-схема механизма изменения длины регулируемых растяжек и схема соединения тензочувствительных элементов с системой управления.

Устройство содержит рабочую часть 1 аэродинамической тпубы (не показана), установленную на опорном столе 2 посредством шестистоечного манипулятора 3, опорную пластину 4 для имитации дороги, подвешенную к стенкам рабочей части 1 аэродинамической трубы посредством регулировочных растяжек 5. К обоим порогам рабочей части 1 аэродинамической трубы прикреплены два гибких пирамидообраз- ных рукава-диффузора б, имеющих ребра, обтянутые упругим пленочным материалом для обеспечения подвижности соединения рабочей части 1 с аэродинамической трубой. Исследуемая модель 7 автопоезда со съемными элементами 8 проектируемых аэродинамических обтекателей посредством заполнительных регулируемых растяжек 9 и стоек 10 подвешена внутри аэродинамической части 1 к ее стенкам, выполненным из прозрачного материала. На спрямляющих воздушный поток решетках 11 на входе и выходе рабочей части 1 аэродинамической трубы параллельно ее стенкам находятся упругие черного цвета ленты и шнуры 12, на которых одними концами по потоку закреплены белые шелковинки 13 разной длины, На опорной пластине 4 установлены съемные модели 14 конструктивных элементов обочины дороги, мостов, эстакад. На стенках рабочей части 1 аэродинамиче- ской трубы в зоне точек креплен ия внутрен них каналов регулируемых растяжек 9 и 5 к модели 7 автопоезда и к опорной пластине 4 закреплены прозрачные пластины 15 с координатной сеткой для отсчета изменения координат точек крепления при аэродинамическом нагружении модели 7 автопоезда. Устройство содержит также аэродинамические весы, выполненные в виде тензочувствительных элементов 16, размещенных на площадках 17 наружных концов регулируемых растяжек 9 и 5. Регулируемые растяжки 5 и 9 снабжены механизмом 18 изменения длины, содержащим шаровую опору 19, пружину 20, обойму 21 и барашковую гайку

22, установленную на резьбовом конце 23 регулируемой растяжки. Тензочувстви- тельчые элементы 16 и датчики перемещений (не показаны) точек крепления регулируемых растяжек подключены к системе 24 управления. Модель 7 автопоезда со съемными элементами 8 покрыта эрозирую- щим, контрастным относительно цвета модели составом, изображенном на фиг. 1 и 2 точками.

Система 24 управления включает блок 25 Манипулятор, блок 26 Силоизмере- ние, блок 27 Перемещения, блок 28 Регистратор, блок 29 Дисплей, блок 30 База знаний, блок31 Банк данных имик- роЭВМ 32.

Предварительно проводят полноразмерные дорожки и лабораторные испытания натурного автопоезда без аэродинамических обтекателей. Исследуемый автопоезд оборудуют средствами измерения подъемной аэродинамической силы, силы аэродинамического сопротивления и силы общего сопротивления. При прямолинейном движении туда-обратно при безветрии определяют полную силу трения качения, силу тяги на ведущих колесах, силу сцепления ведущих колес с дорогой, добавку от силы веса при подъемах и спусках автопоезда, аэродинамическое сопротивление, лобовое аэродинамическое сопротивление и подъемную силу.

Определенные в натурных условиях исходные составляющие сил, кроме аэродинамических, пересчитывают к эквивалентным составляющим силам, приложенным к концам осей моделей в точках подвесок к растяжкам или к точкам опоры модели 7 на опорную пластину 4. Тарируют измерительную аппаратуру системы управления,

Вначале вывешивают в рабочей части 1 аэродинамической трубы опорную пластину 4, имитирующую дорогу. Затем устанавливают на опорную пластину 4 модель 7 автопоезда с заданным весом и закрепляют ее на растяжках. С помощью механизма 18, тензочувствительных элементов 16 и системы 24 управления на регулируемых растяжках 5 и 9 воспроизводят полученную из натурных исследований модельную систему сил, кроме аэродинамической.

При продувках с заданным числом Рей- нольдса к модельной системе сил добавляются аэродинамические силы. Оценивают их с помощью измерительной аппаратуры и сравнивают с известными из натурного эксперимента. После воспроизведения на модели натурного соотношейия сил при встречном воздушном потоке переходят к

исследованиям устойчивости при боковом воздушном потоке.

Для имитации бокового обтекания рабочую часть 1 аэродинамической трубы вместе с установленной внутри нее моделью 7 автопоезда с помощью шестистоечного манипулятора 3 разворачивают относительно входа-выхода аэродинамической трубы. Пи- рамидообразные гибкие рукава-диффузоры такому смещению не препятствуют. Путем изменения рабочей длины регулируемых растяжек модель 7 автопоезда внутри рабочей части 1 аэродинамической трубы может быть установлена с дополнительным разворотом к встречному потоку,

Модель 7 автопоезда вывешивают с заданным зазором между ее колесами и опор- ной пластиной 4. С помощью тензочувствительных элементов 16 измеря- ютусилия, нагружающие регулируемые растяжки. По полученным приращениями сил пересчетом определяют аэродинамические силы и координаты центра давления пространственной системы сил. Повторяя продувки при различных положениях модели 7 автопоезда относительно воздушного потока, определяют также соотношения аэродинамических и других сил, при которых теряется путевая устойчивость автопоезда.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет имитировать воздействие бокового воздушного потока, что повышает точность воспроизведения условий взаимодействия автопоезда с воздушным потоком,

Формула изобретения Устройство для исследования аэродинамических нагрузок модели автопоезда, содержащее рабочую часть аэродинамической трубы со спрямляющими поток решетками, опорную пластину для имитации

дороги, подвешенную к стенкам рабочей части аэродинамической трубы посредством регулируемых растяжек, аэродинамические весы, опорный стол и дополнительные регулируемые растяжки для укрепления модели автопоезда к стенкам рабочей части аэродинамической трубы,отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения условий взаимодействия автопоезда с воздушным потоком, оно снабжено двумя гибкими пирамидообразными рукавами-диффузорами, прикрепленными к обоим торцам рабочей части аэродинамической трубы и имеющими ребра, обтянутые упругим пленочным материалом, съемными моделями конструктивных элементов дороги, установленными на опорной пластине, прозрачными пластинами с координатной сеткой, закрепленными на стенках рабочей

части аэродинамической трубы в зоне точек крепления внутренних концов регулируемых растяжек к модели автопоезда и к опорной пластине, упругими лентами и шнурами, натянутыми между спрямляющими поток решетками в торцах рабочей части аэродинамической трубы вдоль ее стенок, шелковинками разной длины, с цветом, контрастным цвету лент и шнуров, закрепленными одними концами по направлению

потока на упругих лентах и шнурах, при этом рабочая часть аэродинамической трубы соединена с опорным столом посредством шестистоечного манипулятора, аэродинамические весы выполнены в виде тензочувствительных элементов, размещенных на наружных концах регулируемых растяжек, стенки рабочей части аэродинамической трубы выполнены прозрачными, а модель автопоезда покрывается эрозирующим

контрастным относительно цвета модели автопоезда составом.

Вид А

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при аэродинамических исследованиях устойчивости движения ав1 889 Гв 4 75 7 топоездов при нестационарном боковом ветре. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения условий взаимодействия автопоезда с воздушным потоком. Рабочая часть 1 аэродинамической трубы имеет по торцам гибкие рукава-диффузоры. Внутри рабочей части 1 на регулируемых растяжках 5 и 9 подвешены опорная пластина 4 для имитации дороги и исследуемая модель 7 автопоезда. Регулируемые растяжки 5 и 9 снабжены механизмом изменения длины и тензочувствительными элементами. Рабочая часть 1 аэродинамической трубы связана с опорным столом 2 посредством шестистоечного манипулятора 3, что позволяет устанавливать исследуемую модель 7 автопоезда под различным углом к направлению воздушного потока, имитируя действие бокового ветра. 3 ил. ТЗ /J /J ил СО с о VJ VI ся Оч со