專利名稱：一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風洞實驗 模型技術領域，具體的說是一種角鋼構件格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型。
背景技術：
格構式塔架結構(通訊塔、輸電塔和電視塔等)屬于塔桅結構的一種，是廣泛應用于生命線工程的一種結構形式。該類結構對電視、通訊信號和電力的傳輸起到了極為重要的作用。輸電塔架的破壞會導致供電系統(tǒng)的癱瘓，這會嚴重影響人們的生活秩序，工廠的生產(chǎn)建設，而且還會產(chǎn)生重大的次生災害(如火災等)，給社會和人民生命財產(chǎn)造成嚴重的后果O由于格構式塔架具有輕質、高柔、小阻尼的特性，在強風和地震作用下，其結構會產(chǎn)生劇烈的振蕩，引起桿件斷裂或者留下殘余變形，甚至整個結構也有可能被風荷載吹倒或者地震震倒，特別是隨著格構式塔架的高度不斷增加，風荷載已經(jīng)成為其主要的控制荷載，對于格構式塔架風荷載的研究手段主要依靠風洞實驗，合理有效的風洞實驗模型是獲得可靠研究數(shù)據(jù)的重要基礎，目前風洞實驗模型主要是剛性模型，此類模型無法模擬實際風場中結構與流場的氣動彈性效應，而目前既有的若干氣彈模型(如分段剛性模型使用彈簧片連接而成的半剛性氣彈模型)不能滿足對真實塔架的基本物理特性，尤其是對質量、剛度空間分布的真實模擬，因此設計和制作一種滿足與實際格構式塔架相似比要求的“完全”氣動彈性風洞實驗模型以獲得精確有效的風洞實驗數(shù)據(jù)是非常必要的。

實用新型內容本實用新型主要是針對上述現(xiàn)有技術所存在的技術問題，提供了一種能夠通過設計模型各構件幾何外覆面、剛度和模型配重質量以獲得滿足相似比要求的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其設計理論性強、制作精細且便于安裝和維護。本實用新型一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，包括塔架骨架體I、多塊角鋼形外敷板2和帶有預留安裝孔6的底座3，所述塔架骨架體I剛接在底座3上，角鋼形外敷板2設置在塔架骨架體I的外表面；所述塔架骨架體I上、角鋼形外敷板2內側分段設置有用于配重的金屬絲4。所述多塊角鋼形外敷板2之間間斷無連接。所述塔架骨架體I為由毛細銅管焊接而成的格構式塔架骨架。所述角鋼形外敷板2為ABS板。所述底座3為剛性底座。所述金屬絲4為鉛絲。本實用新型一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型具有如下優(yōu)點I、設計精細合理，不僅在結構層面上使模型與真實塔架的結構基本物理特性相似，而且在各構件層面上使模型與真實塔架的各構件基本物理特性相似；而現(xiàn)有技術并非模擬每一根構件的質量，本實用新型將配重金屬絲分段設置，使得質量分配均勻避免局部的質量集中，每根構件質量均與實際構件質量相似，同時實現(xiàn)主要構件質量的相似和總質量的相似；角鋼形外敷板之間間斷無連接，從而使外敷板不參與模型的整體剛度；2、能夠很好地模擬實際格構式塔架結構的動力特性與空氣動力特性，使模型實驗能獲得較為真實可靠的風洞實驗數(shù)據(jù)；3、塔架骨架體的管件之間為焊接，便于更換構件；外敷板區(qū)別于塔架骨架體而獨立存在，使得模型便于修復和重復使用，從而節(jié)省科研實驗成本。
圖I為本實用新型的整體結構示意圖。圖2為本實用新型的局部結構示意圖。圖中附圖標記1為塔架骨架體，2為角鋼形外敷板，3為底座，4為金屬絲，5為焊接節(jié)點，6為安裝孔。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。本實用新型一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，包括塔架骨架體I、多塊角鋼形外敷板2和帶有預留安裝孔6的底座3，所述塔架骨架體I剛接在底座3上，角鋼形外敷板2設置在塔架骨架體I的外表面；所述塔架骨架體I上、角鋼形外敷板2內側分段設置有用于配重的金屬絲4。所述塔架骨架體I為各種不同截面尺寸和長度尺寸的精密銅管，截面尺寸和長度尺寸按照實際格構式塔架構件的截面尺寸和長度尺寸通過相似比原理計算而得。然后將按照相似比選擇的精密銅管連接到與實際格構式塔架相對應的位置形成格構式塔架骨架。所述角鋼形外敷板2為ABS板，多塊角鋼形外敷板2之間間斷無連接，間斷的目的是為了使得它不參數(shù)模型的整體剛度。所述角鋼形外敷板2是按實際格構式塔架各角鋼構件的截面尺寸和長度尺寸通過幾何相似比原理計算得到，根據(jù)計算所得幾何尺寸以輕質且變形較小的材料(ABS板)雕刻裁剪粘結而形成。所述底座3為剛性底座，如為鋼板、塑料板、鋁板、鐵板底座。所述金屬絲4為鉛絲。所述配重金屬絲4的質量是根據(jù)實際格構式塔架的各構件質量按照質量相似比原理計算得到的每根模型構件的質量。盡管本實用新型的技術特征中較多地使用了塔架骨架體、外敷板、底座、金屬絲、焊接節(jié)點、安裝孔等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于包括塔架骨架體⑴、多塊角鋼形外敷板⑵和帶有預留安裝孔(6)的底座⑶，所述塔架骨架體⑴剛接在底座⑶上，角鋼形外敷板⑵設置在塔架骨架體⑴的外表面；所述塔架骨架體⑴上、角鋼形外敷板⑵內側分段設置有用于配重的金屬絲⑷。
2.如權利要求I所述的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于所述多塊角鋼形外敷板⑵之間間斷無連接。
3.如權利要求I或2所述的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于所述塔架骨架體⑴為由毛細銅管焊接而成的格構式塔架骨架。
4.如權利要求I或2所述的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于所述角鋼形外敷板⑵為ABS板。
5.如權利要求I或2所述的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于所述底座⑶為剛性底座。
6.如權利要求I或2所述的格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，其特征在于所述金屬絲⑷為鉛絲。
專利摘要一種格構式塔架完全氣彈風洞實驗模型，包括塔架骨架體⑴、多塊角鋼形外敷板⑵和帶有預留安裝孔⑹的底座⑶，所述塔架骨架體⑴剛接在底座⑶上，角鋼形外敷板⑵設置在塔架骨架體⑴的外表面；所述塔架骨架體⑴上、角鋼形外敷板⑵內側分段設置有用于配重的金屬絲⑷。其優(yōu)點是設計精細合理，不僅在結構層面上使模型與真實塔架的結構基本物理特性相似，而且在各構件層面上使模型與真實塔架的各構件基本物理特性相似；能夠很好地模擬實際格構式塔架結構的動力特性與空氣動力特性，使模型實驗能獲得較為真實可靠的風洞實驗數(shù)據(jù)；塔架骨架體的管件之間為焊接，便于更換構件；外敷板區(qū)別于塔架骨架體而獨立存在，便于修復和重復使用，節(jié)省科研實驗成本。
文檔編號G01M9/02GK202770617SQ20122046840
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者梁樞果, 王述良, 鄒良浩 申請人:武漢大學