一种测定运输车厢体模型尾部负压力的装置及其测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定运输车厢体模型尾部负压力的装置及其测试方法，包括连接风机接口的进风段、内置有风速计的试验观察段，设置在进风段与试验观察段之间的导流风栅，试验观察段的内底部沿轴向设置有双导轨，该双导轨上以滑动的方式放置有一个端部密封、尾部开口的测试盒，测试模型以滑动的方式放置于测试盒内；进风段的端部设置有测力计，测力计包括一根连接轴，连接轴依次穿过进风段、导流风栅，伸入试验观察段内，所述测试模型的端部通过拉线穿过测试盒与连接轴连接。本装置可以直接替代风洞试验，避免了进行风洞试验昂贵成本及测试过程复杂的缺点；而且结构简单、测试方便快捷、差较小。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及厢式运输车风阻测量领域，尤其涉及一种测定运输车厢体模型尾部负 压力的装置及其测试方法。 一种测定运输车厢体模型尾部负压力的装置及其测试方法
【背景技术】
[0002] 厢式运输车在行驶的过程中，主要受到迎风面正压力、车尾负压力和摩擦阻力的 作用。厢式运输车的厢体是独立的长方体结构，在行驶的过程中，所受到的风的阻力比较 大，而大的风阻意味着厢式运输车要消耗更多的能量。对于厢体较短的厢式运输车，前后的 压差阻力占据主导作用，虽然人们意识到厢式运输车尾部的负压力较大，但由于受到测试 条件的限制，对于其具体大小无法方便的测出。现有的主要测阻方法是用天平在风洞中进 行测力实验，而风洞结构复杂，造价昂贵、测试周期长，在利用风洞进行车尾负压力的测定 方面还受到很大的制约。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、造价低 廉的测定运输车厢体模型尾部负压力的装置及其测试方法。
[0004] 本发明通过下述技术方案实现：
[0005] -种测定运输车厢体模型尾部负压力的装置，包括连接风机接口 11的进风段1、 内置有风速计9的试验观察段3,设置在进风段1与试验观察段3之间的导流风栅2 ;
[0006] 所述试验观察段3的内底部沿轴向设置有双导轨7，该双导轨7上以滑动的方式放 置有一个端部密封、尾部开口的测试盒6,测试模型5以滑动的方式放置于测试盒6内；
[0007] 所述进风段1的端部设置有测力计12,测力计12包括一根连接轴10,连接轴10 依次穿过进风段1、导流风栅2,伸入试验观察段3内，所述测试模型5的端部通过拉线8穿 过测试盒6与连接轴10连接。
[0008] 所述测试盒6的截面形状呈矩形；试验观察段3上开有一个透明活动门。
[0009] 采用上述装置测定运输车厢体模型尾部负压力的方法，包括如下步骤：
[0010] (1)在测试盒6的内壁以及测试模型5的表面涂上润滑油，并将测试模型5放入测 试盒6的内部；
[0011] (2)打开位于试验观察段3的活动门4,将测试盒6固定在双导轨7上，将测试模 型5的端部通过拉线8穿过测试盒6与连接轴10连接，关闭活动门4 ;
[0012] (3)启动风机，外部空气通过风机接口 11进入进风段1，再通过导流风栅2发生分 流后进入试验观察段3,在实验观察段3内部产生模拟风速环境；
[0013] (4)测试盒6受到模拟风的作用，气流在测试盒6的尾部发生分离，产生一个尾部 负压力，导致测试盒6内部的测试模型5同样受到该尾部负压力作用，测试模型5前端的拉 线8拉动连接轴10,测力计受力，从而测出测试模型5所受到负压力。
[0014] 针对该测试模型5,连续测试三次取平均值，并将其作为该测试模型5所受尾部负 压力。
[0015] 为了测出测试模型5在不同风速条件下所受到的尾部负压力，通过调节风机的风 速，模拟出不同风速下的空气流流动环境，进而测出测试模型在不同风速条件下，所受到的 尾部负压力。
[0016] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0017] 测试盒的端部密封、尾部开口，在测试盒的内壁以及测试模型的表面涂有润滑层 (润滑油）；一方面，由于测试模型与测试盒之间润滑良好，并且测试模型为薄的铝合金结 构，因此可以忽略测试模型与测试盒之间的摩擦阻力作用；另一方面，测试模型置于测试盒 的内部，所以测试模型的前端不受正压力的作用。因此，可以得知测试模型在测试过程中仅 受到尾部负压力的作用。
[0018] 由于本装置可以直接替代风洞试验，一方面，避免了进行风洞试验而需建造风洞 设施所耗费的昂贵成本；另一方面，避免了在测试过程中所需复杂的测试设备。而且本装置 结构简单、测试方便快捷、测试方法误差较小，市场潜力大，它的应用将有利于厢式运输车 厢体尾部负压力测定技术的推广和普及。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明结构总示意图。
[0020] 图2是图1中测试模型示意图。
[0021] 图3是图1中测试盒结构图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0023] 实施例
[0024] 如图1至3所示。本发明测定运输车厢体模型尾部负压力的装置，包括连接风机 接口 11的进风段1、内置有风速计9的试验观察段3,设置在进风段1与试验观察段3之间 的导流风栅2 ;
[0025] 所述试验观察段3的内底部沿轴向设置有双导轨7，该双导轨7上以滑动的方式放 置有一个端部密封、尾部开口的测试盒6,测试模型5以滑动的方式放置于测试盒6内；
[0026] 所述进风段1的端部设置有测力计12,测力计12包括一根连接轴10,连接轴10 依次穿过进风段1、导流风栅2,伸入试验观察段3内，所述测试模型5的端部通过拉线8穿 过测试盒6与连接轴10连接。
[0027] 所述测试盒6的截面形状呈矩形。
[0028] 试验观察段3上开有一个透明活动门。
[0029] 测试盒6的端部密封、尾部开口，在测试盒6的内壁以及测试模型5的表面涂上润 滑油；一方面，由于测试模型5与测试盒6之间润滑良好，并且测试模型5为薄的铝合金结 构，因此可以忽略测试模型5与测试盒6之间的摩擦阻力作用；另一方面，测试模型5置于 测试盒6的内部，所以测试模型5的前端不受正压力的作用。因此，可以得知测试模型5在 测试过程中仅受到尾部负压力的作用。
[0030] 测定运输车厢体模型尾部负压力的方法，可通过下述步骤实现：
[0031] (1)在测试盒6的内壁以及测试模型5的表面涂上润滑油，并将测试模型5放入测 试盒6的内部；
[0032] (2)打开位于试验观察段3的活动门4,将测试盒6固定在双导轨7上，将测试模 型5的端部通过拉线8穿过测试盒6与连接轴10连接，关闭活动门4 ;
[0033] (3)启动风机，外部空气通过风机接口 11进入进风段1，再通过导流风栅2发生分 流后进入试验观察段3,在实验观察段3内部产生模拟风速环境；
[0034] (4)测试盒6受到模拟风的作用，气流在测试盒6的尾部发生分离，产生一个尾部 负压力，导致测试盒6内部的测试模型5同样受到该尾部负压力作用，测试模型5前端的拉 线8拉动连接轴10,测力计受力，从而测出测试模型5所受到负压力。
[0035] 为了获得更加精准的负压，针对该测试模型5,连续测试三次取平均值，并将其作 为该测试模型5所受尾部负压力。
[0036] 为了测出测试模型5在不同风速条件下所受到的尾部负压力，通过调节风机的风 速，模拟出不同风速下的空气流流动环境，进而测出测试模型在不同风速条件下，所受到的 尾部负压力。
[0037] 由于本装置可以直接替代风洞试验，一方面，避免了进行风洞试验而需建造风洞 设施所耗费的昂贵成本；另一方面，避免了在测试过程中所需复杂的测试设备。而且本装置 结构简单、测试方便快捷、测试方法误差较小，市场潜力大，它的应用将有利于厢式运输车 厢体尾部负压力测定技术的推广和普及。
[0038] 如上所述，便可较好地实现本发明。
[0039] 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质 与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的 保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种测定运输车厢体模型尾部负压力的装置，包括连接风机接口的进风段、内置有 风速计的试验观察段，设置在进风段与试验观察段之间的导流风栅，其特征在于 ： 所述试验观察段的内底部沿轴向设置有双导轨，该双导轨上以滑动的方式放置有一个 端部密封、尾部开口的测试盒，测试模型以滑动的方式放置于测试盒内； 所述进风段的端部设置有测力计，测力计包括一根连接轴，连接轴依次穿过进风段、导 流风栅，伸入试验观察段内，所述测试模型的端部通过拉线8穿过测试盒与连接轴连接。
2. 根据权利要求1所述的测定运输车厢体模型尾部负压力的装置，其特征在于：所述 测试盒的截面形状呈矩形。
3. 根据权利要求1所述的测定运输车厢体模型尾部负压力的装置，其特征在于：试验 观察段上开有一个透明活动门。
4. 采用权利要求1至3中任一项所述装置测定运输车厢体模型尾部负压力的方法，其 特征在于包括如下步骤： (1) 在测试盒的内壁以及测试模型的表面涂上润滑油，并将测试模型放入测试盒的内 部； (2) 打开位于试验观察段的活动门，将测试盒固定在双导轨上，将测试模型的端部通过 拉线穿过测试盒与连接轴连接，关闭活动门； (3) 启动风机，外部空气通过风机接口进入进风段，再通过导流风栅发生分流后进入试 验观察段，在实验观察段内部产生模拟风速环境； (4) 测试盒受到模拟风的作用，气流在测试盒的尾部发生分离，产生一个尾部负压力， 导致测试盒内部的测试模型同样受到该尾部负压力作用，测试模型前端的拉线拉动连接 轴，测力计受力，从而测出测试模型所受到负压力。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：针对该测试模型，连续测试三次取平均 值，并将其作为该测试模型所受尾部负压力。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：为了测出测试模型在不同风速条件下所 受到的尾部负压力，通过调节风机的风速，模拟出不同风速下的空气流流动环境，进而测出 测试模型在不同风速条件下，所受到的尾部负压力。
【文档编号】G01M9/06GK104101476SQ201410250991
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】谢小鹏, 曹立峰, 曾建豪, 黄恒, 刘奕敏 申请人:华南理工大学