一种低速风洞试验模型振动控制系统的制作方法

本发明涉及风洞试验领域，具体涉及一种低速风洞试验模型振动控制系统。

背景技术：

1、风洞试验模型尾部支撑装置由于其支杆结构简单、支架干扰小等优点被广泛应用于风洞试验中。尾部支撑装置主要由模型、天平、支撑装置等组成，是一种典型的悬臂梁结构。在大尺寸低速风洞中，由于试验模型吨位大且支撑装置悬臂较长，导致模型支撑系统刚度通常较弱，一阶固有频率较低并且与风洞气流脉动频率接近，容易产生耦合振动，尤其在模型流动分离迎角区域时振动加剧，威胁风洞试验安全，影响数据质量。因此需要开展风洞试验模型振动控制相关工作，减小试验模型在大迎角姿态下的剧烈振动现象。

技术实现思路

1、本发明的目的是基于风洞试验需求，设计一种满足试验要求的振动控制系统，通过对减振器的结构设计以及安装设计，实现对试验模型的减震。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种低速风洞试验模型振动控制系统，包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括：

4、第一壳体和第二壳体，所述第二壳体内设置有质量单元，所述质量单元的对称两侧与第二壳体之间分别设置有第一弹簧单元，所述第一弹簧单元的弹性作用力在水平方向上作用到质量单元和第二壳体，所述质量单元上与第一单元不接触的一侧上设置有电涡流阻尼单元，

5、所述第二壳体浮动设置在第一壳体内，第二壳体的底端与第一壳体之间设置有第二弹簧单元，所述第二弹簧单元的弹性作用力在铅锤方向上作用到第一壳体和第二壳体，与电涡流阻尼单元位置相对应的第一壳体上设置有导体板，

6、所述质量单元在第一弹簧单元与第二弹簧单元的作用下位于单重调谐质量减振器的中心。

7、在上述技术方案中，在第二壳体内沿着水平方向设置有导向滑块，所述导向滑块贯穿质量单元。

8、在上述技术方案中，所述质量单元包括框架和设置在框架上的安装板，所述安装板上能够连接质量补偿单元和电涡流阻尼单元，所述框架内设置有配重块。

9、在上述技术方案中，所述第一壳体上设置有导体安装板，所述导体板连接到导体安装板上，通过调节所述导体板与导体安装板之间的相对距离实现调节导体板与电涡流阻尼单元的相对距离。

10、在上述技术方案中，所述第一壳体内沿着铅锤方向设置有导向杆，所述导向杆贯穿第二壳体。

11、在上述技术方案中，所述第一壳体与第二壳体之间设置有开关，开关的一端连接到第一壳体上，开关的另一端通过旋转连接到质量单元上。

12、在上述技术方案中，第一壳体上设置有安装接口，四个单重调谐质量减振器通过安装接口相互并联连接后与试验模型连接，

13、或四个单重调谐质量减振器通过安装接口相互串联连接后与试验模型连接，

14、或四个单重调谐质量减振器相互分散，然后各自与试验模型连接。

15、在上述技术方案中，当减振器的目标减震频率为2.5hz、有效减振频带为1.5hz～3hz时，四个单重调谐质量减振器各自为目标减震频率的0.68倍、0.78倍、0.92倍、1.10倍。

16、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

17、通过有效对多个单重调谐质量减振器进行组合可以精准的实现对减振器的目标减震频率，巧妙的利用弹性机械结构来平衡振动，同时将振动的机械能转化为热能进行消耗。

18、本发明的减震结构使得质量中心在自由平衡状态下，始终位于减振器中心，确保高效的减震效率。

19、本发明的减振器在风洞试验中，相对于试验模型属于被动减震装置，可以在试验模型振动时由自身实现减震，不需要额外的增加其他主动机构即可满足减震效果。

技术特征：

1.一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括：

2.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：在第二壳体内沿着水平方向设置有导向滑块，所述导向滑块贯穿质量单元。

3.根据权利要求2所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述质量单元包括框架和设置在框架上的安装板，所述安装板上能够连接质量补偿单元和电涡流阻尼单元，所述框架内设置有配重块。

4.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述第一壳体上设置有导体安装板，所述导体板连接到导体安装板上，通过调节所述导体板与导体安装板之间的相对距离实现调节导体板与电涡流阻尼单元的相对距离。

5.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述第一壳体内沿着铅锤方向设置有导向杆，所述导向杆贯穿第二壳体。

6.根据权利要求1所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：所述第一壳体与第二壳体之间设置有开关，开关的一端连接到第一壳体上，开关的另一端通过旋转连接到质量单元上。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：第一壳体上设置有安装接口，四个单重调谐质量减振器通过安装接口相互并联连接后与试验模型连接，

8.根据权利要求7所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：当减振器的目标减震频率为2.5hz、有效减振频带为1.5hz～3hz时，四个单重调谐质量减振器各自为目标减震频率的0.68倍、0.78倍、0.92倍、1.10倍。

9.根据权利要求1-6任一所述的一种低速风洞试验模型振动控制系统，其特征在于：通过更换第一弹簧单元和第二弹簧单元调节振动频率，或通过改变质量单元重量调节振动频率。

技术总结
本发明公开了一种低速风洞试验模型振动控制系统，包括支撑系统和试验模型，支撑系统中的天平浮动端与试验模型连接，在试验模型内相对于天平浮动端的远端位置处设置有独立的减振器，所述减振器包括四个单重调谐质量减振器，所述单重调谐质量减振器包括用于水平方向减震的第一弹簧单元和质量单元，用于竖直方向减震的第二弹簧单元，所述质量单元在第一弹簧单元与第二弹簧单元的作用下位于单重调谐质量减振器的中心；本发明的减振器在风洞试验中，相对于试验模型属于被动减震装置，可以在试验模型振动时由自身实现减震，不需要额外的增加其他主动机构即可满足减震效果。

技术研发人员：姜德龙,高大鹏,陈陆军,吴福章,杜岳,王子豪,杨霖
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14