CN115045951A - 用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法 - Google Patents

用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法 Download PDF

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Abstract

本发明属于风洞试验技术领域，公开了一种用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法。该拉伸弹簧阻尼装置包括接网耳座、液压阻尼器、尾销座和拉伸弹簧组件；液压阻尼器位于拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线上，液压阻尼器的活塞杆的上端固定在接网耳座的下表面，液压阻尼器的油缸的下端固定在尾销座的上表面；拉伸弹簧组件有若干个，位于接网耳座和尾销座之间，沿液压阻尼器的周向均匀分布。采用拉伸弹簧‑液压阻尼器组合结构设计，拉伸弹簧能够通过调节拉紧螺杆上的锁紧螺母控制弹簧拉伸量，并且通过对弹簧拉伸量的控制，实现阻尼网张紧力的定量调节；液压阻尼器能够直接对阻尼网进行减振。该拉伸弹簧阻尼装置调节方式简单、可靠。

Description

用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法
技术领域
本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法。
背景技术
阻尼网通过密集的网孔的阻尼作用，提高网后气体速度分布的均匀性，是降低气流湍流度最有效的手段之一，广泛应用于航空试验器中，是高品质风洞必不可少的组成部件。
一方面，在风洞试验过程中，阻尼网经受风载会发生挠度变形，如果变形过大，将影响阻尼网的正常使用，降低阻尼网的整流作用。对阻尼网进行预紧，是减小阻尼网挠度变形的有效手段。
另一方面，在风洞试验过程中，气动载荷通常伴随一定的脉动，在脉动激励下，阻尼网可能会发生一定的振动，对结构和环境产生不利影响。改善阻尼网的振动主要有两种方法，一是改变预紧力的大小，从而改变阻尼网结构刚度，使其自身振动频率避开环境激励频率，这种方法要求阻尼网的预紧力可以调节。另一种方法是在阻尼网的安装结构中添加阻尼，可以有效地减小振动幅度。
中国专利文献库公开了申请号201610453949.6、发明名称一种阻尼网张紧装置，该装置包括同轴心设置的第一压紧环和第二压紧环，压紧环之间设置有弹性件和夹紧结构，通过对夹紧结构夹紧力的调节而实现对被张紧网拉拽程度的调节，最终实现对被张紧网张紧程度的调节。这种结构的缺点是：阻尼网的安装结构不具备阻尼作用，并且其张紧力的调节不可测量，只能定性调节而不是定量调节。
中国专利文献库公开了申请号202010244091.9、发明名称一种风洞的阻尼网安装结构及风洞。其中，阻尼网安装结构包括稳流段外壳、整流段外壳以及位于稳流段外壳和整流段外壳之间的阻尼网组件，所述的阻尼网组件包括依次设定的固定框、阻尼网和金属框。通过固定框和金属框能够预先将阻尼网压紧并固定住，从而能够保证阻尼网的平整度，方便阻尼网安装在稳流段外壳和整流段外壳之间。这种结构的缺点是：阻尼网的张紧力不可调节，且其安装结构不具备阻尼作用。
常规的阻尼器的驱动力与作动速度正相关，当作动速度趋近于0时，其所需驱动力也接近于0。若将常规阻尼器直接用于阻尼网拉紧，则在风载作用下，阻尼器将被缓慢的拉开，导致阻尼网松开，造成结构功能性失效。因此，常规阻尼器因不具备驱动力门槛值，无法直接用于阻尼网的拉紧。
当前，亟需发展一种带驱动力门槛值的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置及其用法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的用法。
本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特点是，所述的拉伸弹簧阻尼装置包括接网耳座、液压阻尼器、尾销座和拉伸弹簧组件；液压阻尼器位于拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线上，液压阻尼器的活塞杆的上端固定在接网耳座的下表面，液压阻尼器的油缸的下端固定在尾销座的上表面；拉伸弹簧组件有若干个，位于接网耳座和尾销座之间，沿液压阻尼器周向、均匀分布；在液压阻尼器的油缸的周向、均匀分布有与各拉伸弹簧组件一一对应的若干个固定耳片；
拉伸弹簧组件包括弹簧耳座、拉伸弹簧、拉紧螺杆、锁紧螺母、拉杆基座、压缩弹簧和套筒；拉杆基座为C型基座，上平板固定在固定耳片的下表面，竖直支板与拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线平行，下平板固定在尾销座的上表面；拉伸弹簧的上端固定在接网耳座的下表面，拉伸弹簧的下端固定在拉紧螺杆的上端，拉紧螺杆的下端依次穿过固定耳片和拉杆基座的上平板，再从内至外依次套装压缩弹簧和套筒，拉紧螺杆的下端安装锁紧螺母，锁紧螺母压紧套筒。
进一步地，所述的接网耳座的上表面中心设置有一组两个带孔凸耳，用于与阻尼网拉紧端固定连接；接网耳座的下表面中心设置有另一组两个带孔凸耳，用于与液压阻尼器的活塞杆的上端固定连接；接网耳座的下表面周向设置有若干个拉伸弹簧组件一一对应的螺纹孔，用于安装弹簧耳座。
进一步地，所述的拉伸弹簧的上端通过一组小号销轴组件固定在弹簧耳座上，拉伸弹簧的下端通过另一组小号销轴组件固定在拉紧螺杆的上端。
进一步地，所述的液压阻尼器的活塞杆的上端通过一组大号销轴组件(9)固定在接网耳座上，液压阻尼器的油缸的下端通过另一组大号销轴组件(9)固定在尾销座上。
进一步地，所述的拉紧螺杆的上端设置有两个带孔凸耳，用于与拉伸弹簧下端连接；拉紧螺杆的下端设置有外螺纹，用于安装锁紧螺母。
进一步地，所述的尾销座上设置有与的下平板交错排列、沿周向均匀分布的通孔，用于将拉伸弹簧阻尼装置固定在安装基础上。
本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的用法，包括以下步骤：
S10.拧紧第一颗锁紧螺母，阻尼网拉紧端绷直；
S20.继续拧紧第一颗锁紧螺母，拉紧螺杆向下移动，阻尼网拉紧端被继续拉伸直至拉伸弹簧绷紧但未被拉开；同时，套筒逐渐向上移动，压缩弹簧被压缩；
S30.测量套筒下表面与拉杆基座下平板的上表面之间的距离；
S40.装上锁紧螺母并拧紧，锁紧螺母压紧套筒，压缩弹簧的长度压缩至设计值；
S50.重复步骤S10～S40，直至完成所有拉伸弹簧组件定位。
本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置采用拉伸弹簧-液压阻尼器组合结构设计，拉伸弹簧能够通过调节拉紧螺杆上的锁紧螺母控制弹簧拉伸量，并且通过对弹簧拉伸量的控制，实现阻尼网张紧力的定量调节；液压阻尼器能够直接对阻尼网进行减振。
本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置具有驱动力门槛值，当横向风载作用造成的拉力小于拉伸弹簧的预拉伸力时，拉伸弹簧阻尼装置结构保持稳定，对阻尼网进行有效的张紧支撑。若气动载荷存在脉动激励，则利用液压阻尼器的粘滞阻尼作用，对阻尼网进行减振。
本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置调节方式简单、可靠，适用于风洞阻尼网预紧和减振。
附图说明
图1为本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的正等测视图；
图2为本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的剖视图；
图3为本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置与常规阻尼器的载荷速度响应曲线对比图。
图中，1.接网耳座；2.弹簧耳座；3.拉伸弹簧；4.小号销轴组件；5.液压阻尼器；6.拉紧螺杆；7.锁紧螺母；8.拉杆基座；9.大号销轴组件；10.尾销座；11.压缩弹簧；12.套筒。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置包括接网耳座1、液压阻尼器5、尾销座10和拉伸弹簧组件；液压阻尼器5位于拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线上，液压阻尼器5的活塞杆的上端固定在接网耳座1的下表面，液压阻尼器5的油缸的下端固定在尾销座10的上表面；拉伸弹簧组件有若干个，位于接网耳座1和尾销座10之间，沿液压阻尼器5周向、均匀分布；在液压阻尼器5的油缸的周向、均匀分布有与各拉伸弹簧组件一一对应的若干个固定耳片；
拉伸弹簧组件包括弹簧耳座2、拉伸弹簧3、拉紧螺杆6、锁紧螺母7、拉杆基座8、压缩弹簧11和套筒12；拉杆基座8为C型基座，上平板固定在固定耳片的下表面，竖直支板与拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线平行，下平板固定在尾销座10的上表面；拉伸弹簧3的上端固定在接网耳座1的下表面，拉伸弹簧3的下端固定在拉紧螺杆6的上端，拉紧螺杆6的下端依次穿过固定耳片和拉杆基座8的上平板，再从内至外依次套装压缩弹簧11和套筒12，拉紧螺杆6的下端安装锁紧螺母7，锁紧螺母7压紧套筒12。
进一步地，所述的接网耳座1的上表面中心设置有一组两个带孔凸耳，用于与阻尼网拉紧端固定连接；接网耳座1的下表面中心设置有另一组两个带孔凸耳，用于与液压阻尼器5的活塞杆的上端固定连接；接网耳座1的下表面周向设置有若干个拉伸弹簧组件一一对应的螺纹孔，用于安装弹簧耳座2。
进一步地，所述的拉伸弹簧3的上端通过一组小号销轴组件4固定在弹簧耳座2上，拉伸弹簧3的下端通过另一组小号销轴组件4固定在拉紧螺杆6的上端。
进一步地，所述的液压阻尼器5的活塞杆的上端通过一组大号销轴组件9固定在接网耳座1上，液压阻尼器5的油缸的下端通过另一组大号销轴组件9固定在尾销座10上。
进一步地，所述的拉紧螺杆6的上端设置有两个带孔凸耳，用于与拉伸弹簧3下端连接；拉紧螺杆6的下端设置有外螺纹，用于安装锁紧螺母7。
进一步地，所述的尾销座10上设置有与的下平板交错排列、沿周向均匀分布的通孔，用于将拉伸弹簧阻尼装置固定在安装基础上。
本实施例的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的用法，包括以下步骤：
S10.拧紧第一颗锁紧螺母7，阻尼网拉紧端绷直；
S20.继续拧紧第一颗锁紧螺母7，拉紧螺杆6向下移动，阻尼网拉紧端被继续拉伸直至拉伸弹簧3绷紧但未被拉开；同时，套筒12逐渐向上移动，压缩弹簧11被压缩；
S30.测量套筒12下表面与拉杆基座8下平板的上表面之间的距离；
S40.装上锁紧螺母7并拧紧，锁紧螺母7压紧套筒12，压缩弹簧11的长度压缩至设计值；
S50.重复步骤S10～S40，直至完成所有拉伸弹簧组件定位。
测试后，获得了如图3所示的本发明的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置与常规阻尼器的载荷速度响应曲线对比图。可见，在风洞来流速度小于等于某个特定值时，横向风载作用造成的拉力小于拉伸弹簧3的预拉伸力，拉伸弹簧阻尼装置保持拉伸弹簧3的预拉伸力不变，具有驱动力门槛值；当风洞来流速度超过某个特定值时，随着风洞来流速度的增加，拉伸弹簧阻尼装置拉伸弹簧3的预拉伸力逐渐增大，持续对阻尼网进行有效的张紧支撑；若风洞来流产生的气动载荷存在脉动激励，则可利用液压阻尼器5的粘滞阻尼作用，对阻尼网进行减振。而常规阻尼装置的载荷随着在风洞来流速度的增加而增加，没有驱动力门槛值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不限于上述实施例。

Claims (7)

1.用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的拉伸弹簧阻尼装置包括接网耳座(1)、液压阻尼器(5)、尾销座(10)和拉伸弹簧组件；液压阻尼器(5)位于拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线上，液压阻尼器(5)的活塞杆的上端固定在接网耳座(1)的下表面，液压阻尼器(5)的油缸的下端固定在尾销座(10)的上表面；拉伸弹簧组件有若干个，位于接网耳座(1)和尾销座(10)之间，沿液压阻尼器(5)周向、均匀分布；在液压阻尼器(5)的油缸的周向、均匀分布有与各拉伸弹簧组件一一对应的若干个固定耳片；
拉伸弹簧组件包括弹簧耳座(2)、拉伸弹簧(3)、拉紧螺杆(6)、锁紧螺母(7)、拉杆基座(8)、压缩弹簧(11)和套筒(12)；拉杆基座(8)为C型基座，上平板固定在固定耳片的下表面，竖直支板与拉伸弹簧阻尼装置的中心轴线平行，下平板固定在尾销座(10)的上表面；拉伸弹簧(3)的上端固定在接网耳座(1)的下表面，拉伸弹簧(3)的下端固定在拉紧螺杆(6)的上端，拉紧螺杆(6)的下端依次穿过固定耳片和拉杆基座(8)的上平板，再从内至外依次套装压缩弹簧(11)和套筒(12)，拉紧螺杆(6)的下端安装锁紧螺母(7)，锁紧螺母(7)压紧套筒(12)。
2.根据权利要求1所述的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的接网耳座(1)的上表面中心设置有一组两个带孔凸耳，用于与阻尼网拉紧端固定连接；接网耳座(1)的下表面中心设置有另一组两个带孔凸耳，用于与液压阻尼器(5)的活塞杆的上端固定连接；接网耳座(1)的下表面周向设置有若干个拉伸弹簧组件一一对应的螺纹孔，用于安装弹簧耳座(2)。
3.根据权利要求1所述的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的拉伸弹簧(3)的上端通过一组小号销轴组件(4)固定在弹簧耳座(2)上，拉伸弹簧(3)的下端通过另一组小号销轴组件(4)固定在拉紧螺杆(6)的上端。
4.根据权利要求1所述的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的液压阻尼器(5)的活塞杆的上端通过一组大号销轴组件(9)固定在接网耳座(1)上，液压阻尼器(5)的油缸的下端通过另一组大号销轴组件(9)固定在尾销座(10)上。
5.根据权利要求1所述的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的拉紧螺杆(6)的上端设置有两个带孔凸耳，用于与拉伸弹簧(3)下端连接；拉紧螺杆(6)的下端设置有外螺纹，用于安装锁紧螺母(7)。
6.根据权利要求1所述的用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置，其特征在于，所述的尾销座(10)上设置有与的下平板交错排列、沿周向均匀分布的通孔，用于将拉伸弹簧阻尼装置固定在安装基础上。
7.根据权利要求1～6中的任意一种用于风洞阻尼网预紧和减振的拉伸弹簧阻尼装置的用法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.拧紧第一颗锁紧螺母(7)，阻尼网拉紧端绷直；
S20.继续拧紧第一颗锁紧螺母(7)，拉紧螺杆(6)向下移动，阻尼网拉紧端被继续拉伸直至拉伸弹簧(3)绷紧但未被拉开；同时，套筒(12)逐渐向上移动，压缩弹簧(11)被压缩；
S30.测量套筒(12)下表面与拉杆基座(8)下平板的上表面之间的距离；
S40.装上锁紧螺母(7)并拧紧，锁紧螺母(7)压紧套筒(12)，压缩弹簧(11)的长度压缩至设计值；
S50.重复步骤S10～S40，直至完成所有拉伸弹簧组件定位。
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