CN107490344A - 一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，涉及飞机气动弹性技术领域。所述风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法具体为，在试验件的自由端选取参考点，参照所述参考点在风洞内的侧壁及顶部分别安装第一摄像机和第二摄像机，并在与第一摄像机和第二摄像机相对的侧壁上分别设置第一标记贴与第二标记贴；然后给试验件施加外力，使试验件分别发生垂直变形和水平变形，记录透过第一摄像机和第二摄像机看到的参考点在第一标记贴和第二标记贴上的位置；对试验件进行吹风试验，通过截屏量取参考点在第一标记贴和第二标记贴上的相对位置，计算试验件的实际变形。本发明的优点在于：该方法操作简单，使用便捷，测量精度能满足工程要求。

Description

一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法
技术领域
本发明涉及飞机气动弹性技术领域，具体涉及一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法。
背景技术
在常规的风洞试验中，很少对试验件自由端的变形进行测量；即便有较大的变形量也只是通过目测来简单评估，误差较大。对于大柔性试验件而言，翼尖变形量多少是其进行非线性分析的重要指标。必须在地面试验中提前模拟飞机在空中的大变形情况，摸清飞机在大变形状态下的固有特性，确保飞行安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，在试验件的自由端选取参考点，参照所述参考点在风洞内的侧壁安装第一摄像机，并在与所述第一摄像机相对的侧壁上设置第一标记贴；参照所述参考点在风洞内的顶部安装第二摄像机，并在与所述第二摄像机相对的地面上设置第二标记贴；然后给试验件施加外力，使试验件分别发生垂直变形和水平变形，记录透过第一摄像机看到的所述参考点在第一标记贴上的位置和透过第二摄像机看到的所述参考点在第二标记贴上的位置；对试验件进行吹风试验，通过截屏量取试验件上的所述参考点在第一标记贴和第二标记贴上的相对位置，计算试验件的实际变形。
优选的，风洞内的侧壁上安装的第一摄像机的高度位置与试验件的零位一致，所述零位是指试验件在风洞内安装后未受力状态下的位置；风洞内的顶端安装的第二摄像机的位于试验件上所述参考点的正上方。
优选的，所述风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法进一步包含建立变形参考线，对于侧壁第一标记贴上的参考线，给试验件施加外力并记录透过第一摄像机看到的所述参考点在第一标记贴上的位置后，穿过该位置点绘制与试验件投影的两端连线平行的侧壁参考线，重复上述过程绘制多条侧壁参考线；对于第二标记贴上的参考线，给试验件施加外力并记录透过第二摄像机看到的参考点在第二标记贴上的位置后，穿过该位置点绘制与试验件的投影边线平行的参考线，重复上述过程绘制多条地面参考线。
优选的，在吹风试验过程中，选择来流速度稳定的时间段作为测量区间。
优选的，在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续多次截取该特定风速下的屏幕，取多次截取的平均值作为该特定风速下的实际变形。
优选的，在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续5次截取该特定风速下的屏幕。
优选的，所述参考点选取为试验件自由端的尖端。
本发明的有益效果在于：
本发明不受试验件的变形大小的影响，操作流程简单，能保证一定的测试精度。使用方便快捷，能大大提高了试验效率和测试结果的可靠性；该测量装置不仅适用于风洞试验的试验件自由端变形实时测量，也可以扩展到其它动态悬臂部件自由端的变形测量(如飞机飞行过程中，翼尖变形的测量)。
附图说明
图1是本发明一实施例的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法所用的装置示意图。
图2是本发明一实施例的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法所用的装置的另一方向示意图。
其中，1-试验件，2-第一摄像机，3-参考点，4-第一标记贴，5-第二摄像机，6-第二标记贴，7-参考线。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1、图2所示，一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，在试验件1的自由端选取参考点3，参考点3的选取应有利于试验的观察，在本实施例中红，参考点3选取在试验件1自由端的尖端，其优点在于，不仅方便观察，还能够测得试验件1的最大变形。
参照参考点3在风洞内的侧壁安装第一摄像机2，并在与第一摄像机2相对的侧壁上设置第一标记贴4，第一摄像机2用于拍摄参考点3在第一标记贴4上的位置，第一标记贴4用于记录试验件1在受不同力的状态下参考点3的位置；参照参考点3在风洞内的顶部安装第二摄像机5，并在与第二摄像机5相对的地面上设置第二标记贴6，第二摄像机5用于拍摄参考点3在第二标记贴6上的位置，第二标记贴6用于记录试验件1在受不同力的状态下参考点3的位置；然后给试验件1施加外力，使试验件1分别发生垂直变形和水平变形，记录透过第一摄像机2看到的参考点3在第一标记贴4上的位置和透过第二摄像机5看到的参考点3在第二标记贴6上的位置；参照试验件1的实际受力大小为试验件1施加外力，使其受力后发生变化，并记录参考点3在不同外力作用下的位置。
可以理解的是，第一摄像机2与第二摄像机5应选择高清摄像机，且能够实现同一时间多连拍。
对试验件1进行吹风试验，通过截屏量取试验件1上的参考点3在第一标记贴4和第二标记贴6上的相对位置，对比第一标记贴4和第二标记贴6上记录的参考点位置，计算试验件1的实际变形。
在本实施例中，风洞内的侧壁上安装的第一摄像机2的高度位置与试验件1的零位一致，所述零位是指试验件1在风洞内安装后未受力状态下的位置；风洞内的顶端安装的第二摄像机5的位于试验件1上所述参考点3的正上方。
可以理解的是，第一摄像机2和第二摄像机5的位置还可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，第一摄像机2在侧壁上的安装位置稍高于试验件1的零位。
在本实施例中，所述风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法进一步包含建立变形参考线7，对于侧壁第一标记贴4上的参考线，给试验件1施加外力并记录透过第一摄像机2看到的参考点3在第一标记贴4上的位置后，穿过该位置点绘制与试验件1投影的两端连线平行的侧壁参考线7，所述投影是指试验件1在侧壁上的投影，重复上述过程绘制多条侧壁参考线；对于第二标记贴6上的参考线，给试验件1施加外力并记录透过第二摄像机5看到的参考点3在第二标记贴6上的位置后，穿过该位置点绘制与试验件1的投影边线平行的参考线7，重复上述过程绘制多条地面参考线。
可以理解的是，为了提高试验计算精度，侧壁上的参考线与地面上的参考线应该越密约好，即尽量缩短相邻两条线之间的距离。
在吹风试验过程中，进行吹风加载时，风速缓慢提高，当达到加载要求后，需要稳定一端时间，待试验件1的变形稳定后，选择来流速度稳定的时间段作为测量区间。其优点在于，有利于提高测量精度。
在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续多次截取该特定风速下的屏幕，取多次截取的平均值作为该特定风速下的实际变形。
具体的，在本实施例中，在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续5次截取该特定风速下的屏幕。可以理解的是，如果多次截取某一特定风速下的屏幕时，发现其中一个屏幕上的参考点位置与其它位置偏差较大，已经偏离了理论位置，则应该舍弃该位置点，计算其余位置点的平均值。
本发明不受试验件的变形大小的影响，能保证一定的测试精度。使用方便快捷，能大大提高了试验效率和测试结果的可靠性；该测量装置不仅适用于风洞试验的试验件自由端变形实时测量，也可以扩展到其它动态悬臂部件自由端的变形测量(如飞机飞行过程中，翼尖变形的测量)。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于，在试验件的自由端选取参考点，参照所述参考点在风洞内的侧壁安装第一摄像机，并在与所述第一摄像机相对的侧壁上设置第一标记贴；参照所述参考点在风洞内的顶部安装第二摄像机，并在与所述第二摄像机相对的地面上设置第二标记贴；然后给试验件施加外力，使试验件分别发生垂直变形和水平变形，记录透过第一摄像机看到的所述参考点在第一标记贴上的位置和透过第二摄像机看到的所述参考点在第二标记贴上的位置；对试验件进行吹风试验，通过截屏量取试验件上的所述参考点在第一标记贴和第二标记贴上的相对位置，计算试验件的实际变形。
2.如权利要求1所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：风洞内的侧壁上安装的第一摄像机的高度位置与试验件的零位一致，所述零位是指试验件在风洞内安装后未受力状态下的位置；风洞内的顶端安装的第二摄像机的位于试验件上所述参考点的正上方。
3.如权利要求2所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：所述风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法进一步包含建立变形参考线，对于侧壁第一标记贴上的参考线，给试验件施加外力并记录透过第一摄像机看到的所述参考点在第一标记贴上的位置后，穿过该位置点绘制与试验件投影的两端连线平行的侧壁参考线，重复上述过程绘制多条侧壁参考线；对于第二标记贴上的参考线，给试验件施加外力并记录透过第二摄像机看到的参考点在第二标记贴上的位置后，穿过所述位置点绘制与试验件的投影边线平行的参考线，重复上述过程绘制多条地面参考线。
4.如权利要求3所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：在吹风试验过程中，选择来流速度稳定的时间段作为测量区间。
5.如权利要求4所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续多次截取该特定风速下的屏幕，取多次截取的平均值作为该特定风速下的实际变形。
6.如权利要求5所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：在截屏测量某一特定风速下的变形时，连续5次截取该特定风速下的屏幕。
7.如权利要求1至6任一项所述的风洞试验的试验件自由端变形实时测量方法，其特征在于：所述参考点选取为试验件自由端的尖端。
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