本實(shí)用新型涉及風(fēng)洞試驗工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種能提供線性扭轉(zhuǎn)剛度的單自由度扭轉(zhuǎn)振動裝置。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)工業(yè)風(fēng)洞二維彎扭耦合振動裝置基本上都是利用直彈簧提供剛度，大都采用八根懸掛直彈簧，這種裝置在扭轉(zhuǎn)振動振幅較小時可以認(rèn)為其抗扭剛度是線性的，但是當(dāng)扭轉(zhuǎn)振幅較大時，抗扭剛度必然存在較大的非線性，而導(dǎo)致難以模擬線性扭轉(zhuǎn)，所以不能進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振幅研究，適用范圍有限；目前國內(nèi)少見單自由度扭轉(zhuǎn)振動裝置，如果要單一研究扭轉(zhuǎn)振動，則必須限制橫向和縱向自由度，傳統(tǒng)彎扭耦合振動裝置難以滿足要求，國外雖然有單自由度扭轉(zhuǎn)振動裝置，但是其剛度也是由直彈簧提供，難以滿足線性要求。

平面渦卷彈簧本用于機(jī)械工程，但是經(jīng)過改變其外徑、內(nèi)徑以及截面直徑可以用于工業(yè)風(fēng)洞振動裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是使得風(fēng)洞振動裝置能在大扭轉(zhuǎn)角情況下提供線性扭轉(zhuǎn)剛度以及實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)單自由度振動。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是：一種單自由度扭轉(zhuǎn)振動裝置，在風(fēng)洞試驗中與承載試樣的支座聯(lián)接提供實(shí)驗振動源。套筒400內(nèi)置有穿過其內(nèi)的轉(zhuǎn)軸500，轉(zhuǎn)軸500由套筒400內(nèi)上下端頭的兩組滾動軸承支承；轉(zhuǎn)軸的上端聯(lián)接有用于聯(lián)接被測試樣的法蘭盤510，轉(zhuǎn)軸的另一端與阻尼調(diào)節(jié)裝置300連接；兩個彈簧掛置機(jī)構(gòu)與套筒的筒壁固聯(lián)；兩盤平面渦卷彈簧的中心頭呈一定高度差聯(lián)接在轉(zhuǎn)軸上，兩盤平面渦卷彈簧的圓周頭掛置在彈簧掛置機(jī)構(gòu)的凸頭上，其中：第一平面渦卷彈簧110的圓周頭111掛置在第一彈簧掛置機(jī)構(gòu)610的凸桿611上；第二平面渦卷彈簧120的圓周頭掛置在第二彈簧掛置機(jī)構(gòu)620的凸桿上；可以提供一定范圍內(nèi)的配重以改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量慣性矩的配重裝置200設(shè)置在第二彈簧掛置機(jī)構(gòu)620與阻尼調(diào)節(jié)裝置300之間的轉(zhuǎn)軸上。

套筒400限制了橫向和豎向位移，能提供單自由度扭轉(zhuǎn)振動。兩個平面渦卷彈簧可以更換，可以兩個組合使用，截面為圓形，剛度大小隨彈簧絲徑變化而變化，經(jīng)過理論計算以及試驗探究認(rèn)為能在大振幅情況下提供線性剛度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型振動裝置示意圖。

圖2為本實(shí)用新型振動裝置渦卷彈簧俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型振動套筒構(gòu)造圖。

圖4為本實(shí)用新型質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置詳圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，套筒400內(nèi)置有穿過其內(nèi)的轉(zhuǎn)軸500，轉(zhuǎn)軸500由套筒400內(nèi)上下端頭的兩組滾動軸承（410和420）支承；轉(zhuǎn)軸的上端聯(lián)接有用于聯(lián)接被測試樣的法蘭盤510，轉(zhuǎn)軸的另一端與阻尼調(diào)節(jié)裝置300連接；兩個彈簧掛置機(jī)構(gòu)與套筒的筒壁固聯(lián)；兩盤平面渦卷彈簧的中心頭呈一定高度差聯(lián)接在轉(zhuǎn)軸上，兩盤平面渦卷彈簧的圓周頭掛置在彈簧掛置機(jī)構(gòu)的凸頭上。其中：第一平面渦卷彈簧110的圓周頭111掛置在第一彈簧掛置機(jī)構(gòu)610的凸桿611上，其中心頭112掛置在轉(zhuǎn)軸上；第二平面渦卷彈簧120的圓周頭121掛置在第二彈簧掛置機(jī)構(gòu)620的凸桿上，其中心頭掛置在轉(zhuǎn)軸上的稍下部位；可以提供一定范圍內(nèi)的配重以改變結(jié)構(gòu)質(zhì)量慣性矩的配重裝置200設(shè)置在第二彈簧掛置機(jī)構(gòu)620與阻尼調(diào)節(jié)裝置300之間的轉(zhuǎn)軸上。

本實(shí)用新型為了能夠限制豎向和橫向振動而實(shí)現(xiàn)單一扭轉(zhuǎn)振動，采用套筒400限制住了結(jié)構(gòu)的豎向和橫向位移；為了能在大振幅情況下使得抗扭剛度是線性的，利用平面渦卷彈簧來提供扭轉(zhuǎn)剛度。

實(shí)際應(yīng)用時，阻尼調(diào)節(jié)裝置可連接一個塑料片，塑料片深入油桶，在振動中利用塑料片和油的摩擦以提供粘滯阻尼，阻尼大小和塑料片大小有關(guān)系，采用不同大小的塑料片可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)阻尼比。

所述渦卷彈簧，利用16Mn鋼制成，可更換，可兩個組合使用，截面為圓形，絲徑為4mm~10mm，外徑約200mm，剛度大小隨絲徑變化而變化，經(jīng)過理論計算以及試驗認(rèn)為能在大振幅情況下提供線性剛度（如圖2所示）。

所述套筒400高約300mm，和軸承組合使用，限制住了結(jié)構(gòu)的豎向和橫向位移，使得結(jié)構(gòu)只能扭轉(zhuǎn)振動（如圖3所示）。

如圖4，可以提供不同的質(zhì)量慣性矩的配重裝置200由質(zhì)量塊210和供質(zhì)量塊在其上滑動的滑槽220構(gòu)成，質(zhì)量塊210中心設(shè)置有用于將其固定在滑槽適當(dāng)處的螺栓孔。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。