[发明专利]一种大尺度风洞试验模型同步测力试验装置

说明书

本发明公开了一种大尺度风洞试验模型同步测力试验装置。该大尺度风洞试验模型同步测力试验装置包括用于进行测力的测试部和将测力数据进行采集的采集部；测试部包括的固定支架、自由单元和测力天平；采集部包括与数据传输线、放大单元、采集卡以及显示器。该大尺度风洞试验模型同步测力试验装置不仅能够简单地同步测量压力，测量结果还精准。

技术领域

本发明涉及风洞试验的技术领域，特别是涉及一种大尺度风洞试验模型同步测力试验装置。

背景技术

实际建筑结构尺寸较大且一般都为高耸结构，形成超大跨空间结构。由于超大跨空间结构等对于风荷载极其敏感，均需要通过风洞试验开展抗风研究。由于受风洞尺寸、试验技术条件的限制，风洞试验往往只能通过缩尺试验研究。缩尺试验存在多种相似比冲突的问题，很难满足。特别对于大型曲面结构，如冷却塔、烟囱和曲面厂房等，不同雷诺数条件下荷载千差万别。目前，缩尺试验采用表面粘贴纸条或者打磨的方式来改变表面粗糙度来应对雷诺数效应模拟的问题，然后采用测压的方式来研究结构表面风荷载。由于缩尺试验的要求苛刻，这种模拟方法虽然能够有效模拟风荷载的平均效果，但是对于风荷载的脉动效应很难模拟。

大尺度风洞试验研究开展非常有必要，然而传统测压方法不再适用。因为传统扫描阀测压方式将多个测点测压管线接在同一个扫描阀上面，为了避免测压管长度不同而测压结果不同步的问题，需要所有测压管长度一致。在大尺度风洞试验中，就需要很长的管线，管线太长造成测压结果不准确；若每个测压点用一个扫描阀，就需要大量扫描阀，而扫描阀成本较高，试验成本太高。

因此，针对现有技术中缩尺试验无法模拟脉动效应，而传统的测压方式对大尺度风洞试验存在结果不准或者成本过高的技术问题，有必要提供一种针对大尺度结构同步测压实施简单且精准的大尺度风洞试验模型同步测力试验装置。

发明内容

针对现有技术中缩尺试验无法模拟脉动效应，而传统的测压方式对大尺度风洞试验存在结果不准或者成本过高的技术问题，本发明实施例提供一种针对大尺度结构同步测压实施简单且精准的大尺度风洞试验模型同步测力试验装置。该大尺度风洞试验模型同步测力试验装置包括测试部和采集部，通过测试部的小分量高频测力天平获得较高频率的数据，实现实时同步测力大尺度结构每个位置的风荷载对于测试点结构的各个自由度的作用力。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：一种大尺度风洞试验模型同步测力试验装置包括：用于进行测力的测试部和将测力数据进行采集的采集部；所述测试部包括：固定支架，用于支撑所述测试部并形成一个稳定的测试环境；自由单元，用于承受风载荷并获得多个自由度的受力数据；测力天平，与所述自由单元连接，用于接收所述自由单元的多个自由度的受力数据并将所述受力数据转换成电信号；所述采集部包括：数据传输线，与所述测力天平连接，用于传输所述测量天平所转换的电信号；放大单元，与所述数据传输线连接，用将所述数据传输线上所传输的电信号进行放大；采集卡，与所述放大单元连接，用于采集所述放大单元所放大的电信号；显示器，与所述采集卡连接，用于显示采集卡所述采集到的电信号的数值。

作为本发明的进一步改进，所述多个自由度为六个自由度。

作为本发明的进一步改进，所述试验装置包括多个测力天平和多个自由单元，所述多个测力天平和所述多个自由单元一一对应。

作为本发明的进一步改进，所述每个测力天平的顶部采用连接件固定在每个所对应的自由单元的形心位置。

作为本发明的进一步改进，所述固定支架为格构式双层圆柱，所述格构式双层圆柱包括内层壁和外层壁。

作为本发明的进一步改进，所述外层壁的中间位置断开，所述自由单元和所述测力天平设置于所述断开的区域。

作为本发明的进一步改进，所述自由单元包括多个规格一致且相互独立的受力部分。

作为本发明的进一步改进，所述自由单元的受力数据能够反映所述自由单元位置处的荷载系数。