专利名称：一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风洞实验 模型技术领域，具体的说是一种角钢构件格构式塔架完全气弹风洞实验模型。
背景技术：
格构式塔架结构(通讯塔、输电塔和电视塔等)属于塔桅结构的一种，是广泛应用于生命线工程的一种结构形式。该类结构对电视、通讯信号和电力的传输起到了极为重要的作用。输电塔架的破坏会导致供电系统的瘫痪，这会严重影响人们的生活秩序，工厂的生产建设，而且还会产生重大的次生灾害(如火灾等)，给社会和人民生命财产造成严重的后果O由于格构式塔架具有轻质、高柔、小阻尼的特性，在强风和地震作用下，其结构会产生剧烈的振荡，引起杆件断裂或者留下残余变形，甚至整个结构也有可能被风荷载吹倒或者地震震倒，特别是随着格构式塔架的高度不断增加，风荷载已经成为其主要的控制荷载，对于格构式塔架风荷载的研究手段主要依靠风洞实验，合理有效的风洞实验模型是获得可靠研究数据的重要基础，目前风洞实验模型主要是刚性模型，此类模型无法模拟实际风场中结构与流场的气动弹性效应，而目前既有的若干气弹模型(如分段刚性模型使用弹簧片连接而成的半刚性气弹模型)不能满足对真实塔架的基本物理特性，尤其是对质量、刚度空间分布的真实模拟，因此设计和制作一种满足与实际格构式塔架相似比要求的“完全”气动弹性风洞实验模型以获得精确有效的风洞实验数据是非常必要的。
实用新型内容本实用新型主要是针对上述现有技术所存在的技术问题，提供了一种能够通过设计模型各构件几何外覆面、刚度和模型配重质量以获得满足相似比要求的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其设计理论性强、制作精细且便于安装和维护。本实用新型一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型，包括塔架骨架体I、多块角钢形外敷板2和带有预留安装孔6的底座3，所述塔架骨架体I刚接在底座3上，角钢形外敷板2设置在塔架骨架体I的外表面；所述塔架骨架体I上、角钢形外敷板2内侧分段设置有用于配重的金属丝4。所述多块角钢形外敷板2之间间断无连接。所述塔架骨架体I为由毛细铜管焊接而成的格构式塔架骨架。所述角钢形外敷板2为ABS板。所述底座3为刚性底座。所述金属丝4为铅丝。本实用新型一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型具有如下优点I、设计精细合理，不仅在结构层面上使模型与真实塔架的结构基本物理特性相似，而且在各构件层面上使模型与真实塔架的各构件基本物理特性相似；而现有技术并非模拟每一根构件的质量，本实用新型将配重金属丝分段设置，使得质量分配均匀避免局部的质量集中，每根构件质量均与实际构件质量相似，同时实现主要构件质量的相似和总质量的相似；角钢形外敷板之间间断无连接，从而使外敷板不参与模型的整体刚度；2、能够很好地模拟实际格构式塔架结构的动力特性与空气动力特性，使模型实验能获得较为真实可靠的风洞实验数据；3、塔架骨架体的管件之间为焊接，便于更换构件；外敷板区别于塔架骨架体而独立存在，使得模型便于修复和重复使用，从而节省科研实验成本。
图I为本实用新型的整体结构示意图。图2为本实用新型的局部结构示意图。图中附图标记1为塔架骨架体，2为角钢形外敷板，3为底座，4为金属丝，5为焊接节点，6为安装孔。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。本实用新型一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型，包括塔架骨架体I、多块角钢形外敷板2和带有预留安装孔6的底座3，所述塔架骨架体I刚接在底座3上，角钢形外敷板2设置在塔架骨架体I的外表面；所述塔架骨架体I上、角钢形外敷板2内侧分段设置有用于配重的金属丝4。所述塔架骨架体I为各种不同截面尺寸和长度尺寸的精密铜管，截面尺寸和长度尺寸按照实际格构式塔架构件的截面尺寸和长度尺寸通过相似比原理计算而得。然后将按照相似比选择的精密铜管连接到与实际格构式塔架相对应的位置形成格构式塔架骨架。所述角钢形外敷板2为ABS板，多块角钢形外敷板2之间间断无连接，间断的目的是为了使得它不参数模型的整体刚度。所述角钢形外敷板2是按实际格构式塔架各角钢构件的截面尺寸和长度尺寸通过几何相似比原理计算得到，根据计算所得几何尺寸以轻质且变形较小的材料(ABS板)雕刻裁剪粘结而形成。所述底座3为刚性底座，如为钢板、塑料板、铝板、铁板底座。所述金属丝4为铅丝。所述配重金属丝4的质量是根据实际格构式塔架的各构件质量按照质量相似比原理计算得到的每根模型构件的质量。尽管本实用新型的技术特征中较多地使用了塔架骨架体、外敷板、底座、金属丝、焊接节点、安装孔等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于包括塔架骨架体⑴、多块角钢形外敷板⑵和带有预留安装孔(6)的底座⑶，所述塔架骨架体⑴刚接在底座⑶上，角钢形外敷板⑵设置在塔架骨架体⑴的外表面；所述塔架骨架体⑴上、角钢形外敷板⑵内侧分段设置有用于配重的金属丝⑷。
2.如权利要求I所述的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于所述多块角钢形外敷板⑵之间间断无连接。
3.如权利要求I或2所述的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于所述塔架骨架体⑴为由毛细铜管焊接而成的格构式塔架骨架。
4.如权利要求I或2所述的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于所述角钢形外敷板⑵为ABS板。
5.如权利要求I或2所述的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于所述底座⑶为刚性底座。
6.如权利要求I或2所述的格构式塔架完全气弹风洞实验模型，其特征在于所述金属丝⑷为铅丝。
专利摘要一种格构式塔架完全气弹风洞实验模型，包括塔架骨架体⑴、多块角钢形外敷板⑵和带有预留安装孔⑹的底座⑶，所述塔架骨架体⑴刚接在底座⑶上，角钢形外敷板⑵设置在塔架骨架体⑴的外表面；所述塔架骨架体⑴上、角钢形外敷板⑵内侧分段设置有用于配重的金属丝⑷。其优点是设计精细合理，不仅在结构层面上使模型与真实塔架的结构基本物理特性相似，而且在各构件层面上使模型与真实塔架的各构件基本物理特性相似；能够很好地模拟实际格构式塔架结构的动力特性与空气动力特性，使模型实验能获得较为真实可靠的风洞实验数据；塔架骨架体的管件之间为焊接，便于更换构件；外敷板区别于塔架骨架体而独立存在，便于修复和重复使用，节省科研实验成本。
文档编号G01M9/02GK202770617SQ20122046840
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者梁枢果, 王述良, 邹良浩 申请人:武汉大学