[发明专利]一种风洞试验叶片支撑装置干涉力校准装置及方法

说明书

本发明提供一种风洞试验叶片支撑装置干涉力校准装置及方法，所述干涉力校准装置包括：校准天平、尾支杆、轴向力加载装置、以及法向力加载装置；校准天平的前端与试验模型连接，校准天平的后端与尾支杆的前端连接；尾支杆的后端与轴向力加载装置连接；法向力加载装置与尾支杆的侧壁连接。本发明通过所述干涉力校准装置以及测力天平可以测得试验模型与叶片支撑装置之间的干涉力量值，风洞试验后在试验数据中扣除所述干涉力量值，从而可较好地避免试验模型与叶片支撑装置间隙太大带来较大的气动干扰，同时又可有效扣除干涉力。

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，具体而言，涉及一种风洞试验叶片支撑装置干涉力校准装置及方法。

背景技术

叶片支撑是高速风洞喷流试验经常采用的一种试验模型支撑方式，支架不仅要支撑模型，还要为模型提供喷流介质通道。支架除满足强度、刚度要求外，还必须具有一定的通气面积，且支架干扰小，不对喷流产生二次气动干扰。在喷流试验技术研究中，支撑及其干扰研究是重要的研究内容之一。

参见图1，风洞试验时，试验模型100通过测量天平与叶片支撑装置20连接，试验模型100与叶片支撑装置20之间要求保持一定的间隙，以确保二者在试验过程中不会发生干涉。由于测量天平是一个弹性体，在受力之后会发生弹性变形，因此，若试验模型100与叶片支撑装置20的间隙过小，在测量天平发生较大弹性变形时二者很可能会发生干涉，从而对试验模型100产生一个附加的作用力。这个作用力由试验模型100与叶片支撑装置20之间的摩擦力和挤压力构成，并不是试验模型100受到的气动载荷，对于风洞试验而言是需要扣除的。然而，风洞试验过程中测量天平只能测量试验模型100所承受的合力，无法有效区分出气动载荷与干涉力。如果要避免干涉，比较简单的方法是扩大间隙。但从气动干扰的角度而言，为了尽可能减小缝隙窜流对试验模型100气动力的干扰，在设计试验模型100时，又要求尽可能减小试验模型100与叶片支撑装置20之间的间隙。

发明内容

本发明旨在提供一种风洞试验叶片支撑装置干涉力校准装置及方法，以解决模型与叶片支撑装置之间扩大间隙会发生干涉，缩小间隙会带来较大气动干扰的问题。

本发明提供的一种风洞试验叶片支撑装置干涉力校准装置，包括：校准天平、尾支杆、轴向力加载装置、以及法向力加载装置；所述校准天平的前端与试验模型连接，所述校准天平的后端与尾支杆的前端连接；所述尾支杆的后端与轴向力加载装置连接；所述法向力加载装置与尾支杆的侧壁连接；

所述轴向力加载装置用于向尾支杆施加轴向力；所述法向力加载装置用于向尾支杆施加法向力；所述尾支杆用于将轴向力加载装置和法向力加载装置施加的轴向力和法向力传递至校准天平；所述校准天平用于测量传递来的轴向力和法向力；根据校准天平测值以及测量天平测值可得到试验模型与叶片支撑装置之间的干涉力量值。

进一步的，所述轴向力加载装置包括导向筒、弯刀机构和偏角垫块，以及设置在导向筒内并依次连接的弹簧、球头杆和预紧螺栓；所述导向筒的前端开口，所述导向筒的中后段具有与预紧螺栓配合的螺纹孔，所述导向筒的后端通过偏角垫块与弯刀机构连接；所述弯刀机构用于将干涉力校准装置固定在风洞内，所述偏角垫块用于调节所述干涉力校准装置为水平方向；所述弹簧的前端与尾支杆的后端连接；所述弹簧为拉簧或压簧，所述预紧螺栓用于通过在螺纹孔中旋紧后经球头杆调节弹簧的推力，或者用于通过在螺纹孔中旋松后经球头杆调节弹簧的拉力。

进一步的，所述偏角垫块与所述导向筒的后端和弯刀机构均可拆卸连接。

进一步的，所述法向力加载装置的下端用于连接千斤顶或砝码，所述千斤顶用于通过法向力加载装置对尾支杆施加向上的法向力；所述砝码用于通过法向力加载装置对尾支杆施加向下的法向力。

进一步的，所述校准天平与试验模型连接处套设有锥套。