[发明专利]一种具有增压装置的流体驱动结构高速转动试验装置

摘要

一种具有增压装置的流体驱动结构高速转动试验装置，它包括增压系统、流体机械系统和信号采集分析系统；其间关系是：增压系统驱动流体在流体机械系统中高速运动，信号采集分析系统的传感器布置在流体机械系统内部；本发明主要用于研究高速运动流体和机械结构的流固耦合机理，验证仿真算法的准确性和适用性；它能够部分代替复杂、昂贵的水洞试验设备，用于研究机械结构的动态响应与流体运动参数的关系。该试验装置能够为流体机械结构设计提供理论依据，通过分析试验数据，可以深入地探索流固耦合机理与尺度律等问题。它在水利水电工程、海洋船舶工程和武器工业工程技术领域里具有较好的实用和参考价值。

主权项

一种具有增压装置的流体驱动结构高速转动试验装置，其特征在于：它包括增压系统、流体机械系统和信号采集分析系统；增压系统驱动流体在流体机械系统中高速运动，信号采集分析系统的传感器布置在流体机械系统内部；所述增压系统由波纹管和气泵组成，气泵放置在水平地面，波纹管的一端连接气泵的排气口，另一端与高压储水箱的侧壁上部相通；该波纹管是耐高压金属树脂复合波纹管，该气泵是按需选购件；所述流体机械系统由支架、高压储水箱、PVC管、蝶阀、排水阀、水箱、转轴、刚性联轴器、轴承、轴承座、薄板和档杆组成；支架通过螺栓固定在墙壁上，高压储水箱通过螺栓固定在支架顶端，高压储水箱侧壁上端连接着波纹管；PVC管的直管部分连接在高压储水箱的底部，弯管部分连接着蝶阀一端；水箱放置在水平地面，蝶阀另一端安装在水箱侧壁；排水阀安装在相邻水箱侧壁的下端，在临近蝶阀的水箱侧壁附近竖直安装转轴，转轴两端分别通过轴承和轴承座与水箱上、下端面连接；刚性联轴器连接转轴的上半轴、中间轴和下半轴三部分；薄板安装在转轴中段的通槽中，用垫片和螺栓固定；档杆从水箱上端面通孔处竖直插入到水箱下底面的圆形槽座中进行安装在转轴附近；该支架是金属结构三角形支架，由角钢弯折、连接制成，用于支撑高压储水箱；该高压储水箱由高强度钢板制成的箱体结构，经过密封处理，用于储存流体，进行冲击试验；该PVC管由直管和弯管连接组成，用于引导流体运动；该蝶阀用于控制流体进入水箱，该排水阀用于排出水箱里的水；该水箱是钢板制成的盒式结构，上端面约有2/3敞开，在四个侧壁的下边缘处焊接把手，用于提供流体域的试验环境；该转轴是钢制材料，分为上半轴、中间轴和下半轴三部分；上半轴和下半轴分别通过轴承和轴承座与水箱上、下面端面进行连接；中间轴在中间位置开有通槽，用于插入和固定薄板，中间轴侧面开有4个通孔，用于插入螺栓固定薄板；中间轴分别与上半轴和下半轴用刚性联轴器相连；该刚性联轴器是钢制的定制件，连接转轴的上半轴、中间轴和下半轴，提供刚性连接；该轴承是标准角接触轴承，用于转轴定位；该轴承座与角接触轴承的型号配套，用于安装轴承；该薄板是钢制矩形板料，用于扰动流体域，实现流固耦合；该档杆是钢制圆柱体直杆，用于阻挡薄板，防止转动角度超过额定值；所述信号采集分析系统由应变片、靶式流量计、角位移传感器、动态应变仪、智能信号采集分析仪和计算机组成；在薄板表面的关键点处粘贴应变片；在蝶阀顶端靠近水箱的位置， 安装靶式流量计；角位移传感器连接在转轴的上半轴顶端；应变片、靶式流量计和角位移传感器引出的数据线连接到动态应变仪；动态应变仪通过数据线连接智能信号采集分析仪；智能信号采集分析仪通过数据线连接计算机；动态应变仪、智能信号采集分析仪和计算机水平放置在操作平台上；该应变片用于测量薄板的动态应变，该靶式流量计用于测量流体的流速，它由靶杆、靶杆套筒和靶杆支座构成；靶杆固定在靶杆支座上，靶杆套筒包裹着靶杆，靶杆端部露在靶杆套筒外面；该靶杆是片状工字结构，在靠近靶杆支座处，正反两面贴有应变片；该靶杆套筒为圆管结构；该靶杆支座是圆柱结构，端部和表面设置有沟槽，用于安装靶杆、布置数据线；该角位移传感器是按需选购的传感器，通过抱紧式弹性联轴器与转轴柔性连接，用于测量转轴的转角变化；该动态应变仪和智能信号采集分析仪是按需选购的仪器，用于采集和分析应变片产生的动态应变信号；该计算机是按需选购的计算机。