發(fā)布時(shí)間：2020-01-24 15:19

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)洞因可重復(fù)性高、控制性佳,已逐漸成為空氣動(dòng)力學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)中使用最廣泛的工具。風(fēng)洞建成后,需要專業(yè)的設(shè)備對(duì)風(fēng)洞性能進(jìn)行檢測(cè),在美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家擁有先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備,但由于價(jià)格昂貴,操作復(fù)雜,國(guó)內(nèi)引進(jìn)較少。目前國(guó)內(nèi)普遍使用的測(cè)試方法,是利用測(cè)試儀器對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的單點(diǎn)測(cè)量、定點(diǎn)測(cè)量或單坐標(biāo)測(cè)量。這些測(cè)量方式不能準(zhǔn)確把握風(fēng)洞流場(chǎng)整個(gè)橫截面的風(fēng)速參數(shù),且重復(fù)測(cè)量的結(jié)果差異性較大。特別是直徑大于2m的中大型風(fēng)洞,目前國(guó)內(nèi)使用的測(cè)試方法及測(cè)試設(shè)備無法對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)風(fēng)洞流場(chǎng)測(cè)試存在的問題,本文設(shè)計(jì)了可移動(dòng)雙坐標(biāo)風(fēng)速測(cè)試系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞整個(gè)流場(chǎng)橫截面風(fēng)速參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量,測(cè)試結(jié)果對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)的評(píng)定更為準(zhǔn)確。根據(jù)風(fēng)洞測(cè)試要求,使用SolidWorks設(shè)計(jì)了可移動(dòng)雙坐標(biāo)風(fēng)速測(cè)試系統(tǒng)的框架式主體結(jié)構(gòu)以及雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。并根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求,對(duì)支腿跨距進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。利用軟件對(duì)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維模型進(jìn)行干涉檢查及有限元分析,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)證及優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的控制精度及數(shù)據(jù)采集精度要求,采用PC+運(yùn)動(dòng)控制卡作為上位機(jī),利用精密移動(dòng)控制技術(shù),模糊PID控制策略,搭建了伺服控制系統(tǒng),以及由PC+數(shù)據(jù)采集卡+傳感器組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用可視化LabVIEW/CVI軟件,開發(fā)了集控制、采集、處理于一體的系統(tǒng)軟件。根據(jù)編制的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)洞流場(chǎng)截面風(fēng)速信息的自動(dòng)定位采集,提供了風(fēng)洞流場(chǎng)檢測(cè)的“一鍵化”測(cè)試方案,降低了測(cè)試人員的工作強(qiáng)度,提高了風(fēng)洞性能檢測(cè)的工作效率。通過對(duì)樣機(jī)的應(yīng)用及分析測(cè)試,系統(tǒng)達(dá)到以下指標(biāo):風(fēng)速測(cè)量范圍:0~30m/s;系統(tǒng)誤差限:≤0.3%;適用風(fēng)洞:風(fēng)洞直徑≤3.4米;位置精度誤差:≤±0.20mm。經(jīng)過驗(yàn)證,設(shè)計(jì)的可移動(dòng)雙坐標(biāo)風(fēng)速測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)洞流場(chǎng)的自動(dòng)化測(cè)試。系統(tǒng)調(diào)試完成后,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃自動(dòng)定位測(cè)試儀器,實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞整個(gè)流場(chǎng)截面風(fēng)速參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與處理,為國(guó)內(nèi)中大型風(fēng)洞的流場(chǎng)檢測(cè)提供了一種可行性參考。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH815

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本文編號(hào)：2572716