申请/专利权人：山东交通学院

申请日：2019-04-16

公开（公告）日：2024-01-26

公开（公告）号：CN109974963B

主分类号：G01M9/04

分类号：G01M9/04;G01M9/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.26#授权;2019.07.30#实质审查的生效;2019.07.05#公开

摘要：一种帆船风洞实验装置，包括水平设置在风洞中的地板，在地板的中部设有一通孔，在通孔上通过连接机构搭设有盖板，在地板下方的风洞上安装有转盘，地板通过连杆安装在转盘上，在转盘上设置有应变式天平，应变式天平与计算机相连；在应变式天平上水平设置有支撑平台，在支撑平台的两侧设置有夹紧组件，在支撑平台的中部设有支撑组件，所述夹紧组件和支撑组件均位于地板的下方，在地板上还设有电动绞盘。本发明采用上述结构，对于有压舱龙骨和稳向板的带帆船舶，在进行风洞实验时，可以将船舶放置在本发明的帆船风洞实验装置内，对船舶起到固定的作用，使得带有压舱龙骨和稳向板的带帆船也能够进行风洞实验。

主权项：1.一种帆船风洞实验装置，其特征在于：包括水平设置在风洞中的地板，在地板的中部设有一通孔，在通孔上通过连接机构搭设有盖板，在地板下方的风洞上安装有转盘，地板通过连杆安装在转盘上，在转盘上设置有应变式天平，应变式天平与计算机相连；在应变式天平上水平设置有支撑平台，在支撑平台的两侧设置有夹紧组件，在支撑平台的中部设有支撑组件，所述夹紧组件和支撑组件均位于地板的下方，在地板上还设有电动绞盘；所述夹紧组件包括设置在支撑平台两侧的若干个L型夹紧杆，所述L型夹紧杆的横杆和竖杆均为可调节长度的伸缩杆；所述支撑组件包括设置在支撑平台中部的Y型支撑架；在支撑平台的两侧分别设有一滑动槽，所述L型夹紧杆的底部通过U型固定件可滑动安装在滑动槽中，有紧固螺栓贯穿U型固定件及滑动槽，将U型固定件固定在支撑平台上；在支撑平台的中部沿滑动槽的长度方向设有移动槽，所述Y型支撑架可移动安装在移动槽中。

全文数据：一种帆船风洞实验装置技术领域：本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种帆船风洞实验装置。背景技术：帆船是主要利用风帆作为动力前进的船。帆船的航行是种具有娱乐性、探险性和技术性的水上休闲项目和体育项目。现代帆船运动已经成为世界沿海国家和地区最为普及而喜闻乐见的体育活动之一，也是各国人民进行体育文化交流的重要内容。帆艇外形精致，有很强的操纵性，娱乐性，体验性，帆艇依靠风帆做为动力，环保无污染，适合在海上长时间航行，同时，帆艇具有品味和乐趣，代表了品质生活。帆船利用风帆提供动力，所以风帆的空气动力学性能是否良好十分重要，现在主要针对风帆的空气动力性能测试就是风洞试验，但是对于有压舱龙骨和稳向板的带帆船舶，就无法进行风洞实验，因为船舶的底部有压舱龙骨和稳向板，因此无法进行稳定的放置，无法保证实验的顺利进行，更加无法模拟船舶不同风向角以及风帆不同迎风角的工况。发明内容：本发明提供了一种帆船风洞实验装置，它结构设计合理，解决了现有技术中存在的问题。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种帆船风洞实验装置，包括水平设置在风洞中的地板，在地板的中部设有一通孔，在通孔上通过连接机构搭设有盖板，在地板下方的风洞上安装有转盘，地板通过连杆安装在转盘上，在转盘上设置有应变式天平，应变式天平与计算机相连；在应变式天平上水平设置有支撑平台，在支撑平台的两侧设置有夹紧组件，在支撑平台的中部设有支撑组件，所述夹紧组件和支撑组件均位于地板的下方，在地板上还设有电动绞盘。所述夹紧组件包括设置在支撑平台两侧的若干个L型夹紧杆，所述L型夹紧杆的横杆和竖杆均为可调节长度的伸缩杆。所述L型夹紧杆为四个，在支撑平台的两侧各设置有两个L型夹紧杆。所述支撑组件包括设置在支撑平台中部的Y型支撑架，所述Y型支撑架包括安装在支撑平台上的支撑件和可拆卸安装在支撑件上的Y型架。所述Y型支撑架为两个。在支撑平台的两侧分别设有一滑动槽，所述L型夹紧杆的底部通过U型固定件可滑动安装在滑动槽中，有紧固螺栓贯穿U型固定件及滑动槽，将U型固定件固定在支撑平台上。在支撑平台的中部沿滑动槽的长度方向设有移动槽，所述Y型支撑架可移动安装在移动槽中。所述连接机构包括设置在地板上的若干个卡板组，所述卡板组包括对称设置在靠近通孔的地板上的两个卡板，两卡板之间的距离与盖板的长度相适应，卡板与地板之间的缝隙大于盖板的厚度。本发明采用上述结构，对于有压舱龙骨和稳向板的带帆船舶，在进行风洞实验时，可以将船模放置在本发明的帆船风洞实验装置内，对船模起到固定的作用，使得带有压舱龙骨和稳向板的带帆船也能够进行风洞实验；另外，船舶的风向角和风帆的迎风角都可以自动进行调节，以实现在不同风向作用下操纵船舶进行空气动力实验，不再需要人工手动进行调整，大大提升了实验效率，同时也提高了实验数据的准确率。附图说明：图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的支撑平台的结构示意图。图3为本发明的俯视结构示意图。图中，1、风洞，2、地板，3、通孔，4、盖板，5、转盘，6、连杆，7、应变式天平，8、支撑平台，9、电动绞盘，10、L型夹紧杆，11、Y型支撑架，12、滑动槽，13、移动槽，14、卡板。具体实施方式：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。如图1-3中所示，一种帆船风洞实验装置，包括水平设置在风洞1中的地板2，在地板2的中部设有一通孔3，在通孔3上通过连接机构搭设有盖板4，在地板2下方的风洞1上安装有转盘5，地板2通过连杆6安装在转盘5上，在转盘5上设置有应变式天平7，应变式天平7与计算机相连；在应变式天平7上水平设置有支撑平台8，在支撑平台8的两侧设置有夹紧组件，在支撑平台的中部设有支撑组件，所述夹紧组件和支撑组件均位于地板2的下方，在地板2上还设有电动绞盘9。所述夹紧组件包括设置在支撑平台8两侧的若干个L型夹紧杆10，所述L型夹紧杆10的横杆和竖杆均为可调节长度的伸缩杆。所述L型夹紧杆10为四个，在支撑平台8的两侧各设置有两个L型夹紧杆10。所述支撑组件包括设置在支撑平台8中部的Y型支撑架11，所述Y型支撑架11包括安装在支撑平台8上的支撑件和可拆卸安装在支撑件上的Y型架。所述Y型支撑架11为两个。在支撑平台8的两侧分别设有一滑动槽12，所述L型夹紧杆10的底部通过U型固定件可滑动安装在滑动槽12中，有紧固螺栓贯穿U型固定件及滑动槽12，将U型固定件固定在支撑平台8上。在支撑平台8的中部沿滑动槽12的长度方向设有移动槽13，所述Y型支撑架11可移动安装在移动槽13中。所述连接机构包括设置在地板2上的若干个卡板组，所述卡板组包括对称设置在靠近通孔3的地板2上的两个卡板14，两卡板14之间的距离与盖板4的长度相适应，卡板14与地板2之间的缝隙大于盖板4的厚度。在进行实验时，确定待测试的船舶模型后，根据船舶模型的压舱龙骨的尺寸调整支撑组件的高度，支撑组件的Y型支撑架11包括安装在支撑平台上的支撑件和可拆卸安装在支撑件上的Y型架，Y型架通过螺栓固定在支撑件上，在支撑件上设置有若干个固定孔，通过固定在不同高度的固定孔上即可实现Y型支撑架的高度。同时，两个Y型支撑架11滑动安装在移动槽13中，两个Y型支撑架11的底部可设置与移动槽相配合的卡块，Y型支撑架11通过卡块滑动安装在移动槽13内，两个Y型支撑架11之间的距离可以根据船舶模型的大小进行调节。然后根据船舶模型的尺寸调整L型夹紧杆10的高度和L型夹紧杆的横杆的长度，L型夹紧杆10的横杆和竖杆都是可调整长度的伸缩杆，横杆和竖杆均包括套设在一起的固定杆和可拆卸杆，在固定杆上设置有若干个通孔，可拆卸杆通过螺栓固定在固定杆上，通过固定在不同的通孔上即可实现横杆和竖杆长度的调节。通过调整竖杆的长度适应不同压舱龙骨尺寸的需要，通过调整横杆的长度，保证L型夹紧杆10能够夹紧船舶模型。另外，L型夹紧杆10通过U型固定件固定在滑动槽12中，可根据船舶模型的大小调节L型夹紧杆10之间的距离。支撑组件和夹紧组件调整好后，即可将船舶模型放置在支撑平台8上，船体的上部伸至地板2的上方，地板2用于模拟海平面。放置好船舶模型后，在船舶模型和地板2之间放置盖板4，盖板4能够避免在测试的过程中风通过地板2上的通孔进入到地板2下方，影响实验的准确性，盖板4的两端卡设在两个卡板14和地板2之间，卡板14的设置能够避免在实验的过程中盖板4被大风掀起。通过移动盖板4的位置使得盖板4靠近船模模型但并不与船舶模型相抵接，给船舶模型在测试的过程中受到风力后晃动留有余量。然后在盖板4和船舶模型之间覆盖塑料膜，塑料膜材质轻薄有弹性且材质坚韧，能够附着在船舶和盖板4之间但又为船舶的晃动保持余量，进一步避免风进入到地板2下方。最后，将电动绞盘9的绳索连接在船舶的风帆上，完成船舶模型的整个安装过程。安装好船舶模型后，通过控制转盘5的转动可以带动船舶模型转动调整船舶模型的风向角，通过控制电动绞盘9可以调整风帆的迎风角。调整好具体角度后，即可通过风洞实施不同风力的测试。应变天平7是风洞天平的一种，由天平元件、应变计和测量电路组成。进行风洞测力试验时，应变天平7可以在体轴系中同时测量作用在模型上的空气动力载荷，即三个力：法向力、轴向力与横向力；与三个力矩：俯仰力矩、偏航力矩与俯仰力矩。风洞试验时，应变天平7承受作用在船舶模型上的空气动力载荷。天平元件在载荷作用下产生变形，其应变与外力大小成正比。粘贴在天平元件表面的应变计也同时产生变形，使其电阻值产生变化。这个电阻增量与应变天平所承受的空气动力载荷值成正比。电阻变化通过测量电路的放大后表现为电压的改变，将电压信号AD转换后，输入到计算机上进行计算，即可得到模型上力与力矩。调整船舶模型的不同角度，对船舶模型进行不同风力的测试，通过应变式天平所获得的数据，即可得到在不同角度下船舶模型上受到的力和力矩，得到该船舶模型的整体空气动力性能。上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

权利要求：1.一种帆船风洞实验装置，其特征在于：包括水平设置在风洞中的地板，在地板的中部设有一通孔，在通孔上通过连接机构搭设有盖板，在地板下方的风洞上安装有转盘，地板通过连杆安装在转盘上，在转盘上设置有应变式天平，应变式天平与计算机相连；在应变式天平上水平设置有支撑平台，在支撑平台的两侧设置有夹紧组件，在支撑平台的中部设有支撑组件，所述夹紧组件和支撑组件均位于地板的下方，在地板上还设有电动绞盘。2.根据权利要求1所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：所述夹紧组件包括设置在支撑平台两侧的若干个L型夹紧杆，所述L型夹紧杆的横杆和竖杆均为可调节长度的伸缩杆。3.根据权利要求2所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：所述L型夹紧杆为四个，在支撑平台的两侧各设置有两个L型夹紧杆。4.根据权利要求1所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：所述支撑组件包括设置在支撑平台中部的Y型支撑架，所述Y型支撑架包括安装在支撑平台上的支撑件和可拆卸安装在支撑件上的Y型架。5.根据权利要求4所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：所述Y型支撑架为两个。6.根据权利要求2所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：在支撑平台的两侧分别设有一滑动槽，所述L型夹紧杆的底部通过U型固定件可滑动安装在滑动槽中，有紧固螺栓贯穿U型固定件及滑动槽，将U型固定件固定在支撑平台上。7.根据权利要求4所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：在支撑平台的中部沿滑动槽的长度方向设有移动槽，所述Y型支撑架可移动安装在移动槽中。8.根据权利要求1所述的一种帆船风洞实验装置，其特征在于：所述连接机构包括设置在地板上的若干个卡板组，所述卡板组包括对称设置在靠近通孔的地板上的两个卡板，两卡板之间的距离与盖板的长度相适应，卡板与地板之间的缝隙大于盖板的厚度。

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