API激光跟踪仪在风洞试验室安装过程中的应用

国际金属加工网 2019年05月24日

风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可度量气流对实体的作用效果以及观察其物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。早期的风洞都是用来进行飞行器空气动力学实验的,它的产生和发展是同航空航天科学的发展紧密相关的,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域起到了不可或缺的作用。

汽车风洞中用来产生强大气流的风扇非常巨大的,其风扇直径可达8.5m,驱动风扇的电动功率高达4000kW,风洞内用来进行试验段的空气流速达270km/h。建造一个这样规模的汽车风洞往往需要耗资数亿美元,甚至10多亿,而且每做一次汽车风洞试验的费用也非常巨大。因此保证风洞安装的精度是风洞建造成功与否的关键。

那么,激光跟踪仪在汽车风洞建造过程中是如何应用的呢?这个要从API公司和国外某公司在国内某风洞的安装过程中的合作说起:这次合作是API公司首次参与汽车风洞的安装。为了这个项目,从前期考察,到方案制定,到最后的执行实施,API公司都相当重视,每个环节力求做到最好。

我们承接的是一个将近20M X 20M的风洞,安装的精度要控制在±0.2mm以内,这么大的空间,这么高的精度,只用采用先进的激光跟踪仪测量技术才可以实现,下面我们重点说一下激光跟踪仪主要完成的工作:

1、整体坐标系的建立:

汽车风动中最核心、也是最昂贵的部分是空气动力天平,实验人员可通过天平测量并获得汽车的气动六分力(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)。天平测量气动力矩的参考点位于天平转台中心,这个点与汽车前后轴距与轮距中心线交线的投影重合,这个点就是我们要找的坐标原点。

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这个坐标系的原点位置的选取,对天平的安装起到了决定性的作用。我们利用土建预留的放线点,并结合API激光跟踪仪自身携带的高精度电子水平仪,找到了坐标系原点,并确定了方向,保证包括风扇、天平以及测量系统、辅助设备的安装以及后期的维护保养都在同一个坐标系下进行。

2、布置测量控制场

风洞内设备的安装是一个长期、复杂的过程。在安装的过程中,安装方为了使安装过程顺利的进行,对环境进行了控制,即空间要尽量密闭且温度保持在20℃。为了保证安装用激光跟踪仪在这个过程中的高精度,我们采取了固定点和临时点两种布置转战点的方式,并且采用了特殊的固定方式,保证了转战点在长时间测量的稳定性,这些点在未来风洞的维护和保养过程中,也将扮演着重要角色。

3、指导安装

由于前期的准备工作做得比较充分,这一步指导安装的工作就变得轻松起来,利用已经布置完成的基准点,API Radian可以自如的在风洞的每一个位置完成测量。而且API Radian拥有良好的动态性能及专用的工装附件,可以帮助工人实时的在线测量和调整。为了保证安装的高效便捷,我们还为安装工人设置了粗调基准,将设备的前期安装误差降到最小,最后用跟踪仪进行精确调整到位。

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随着汽车技术的不断发展,我国对汽车风洞的需求也在不断增大,而汽车风洞的安装过程时间长、尺寸大、精度高,这些都是激光跟踪仪的优势项目,所以,我相信在今后的风洞发展历程中,激光跟踪仪将扮演着更加重要的角色。而API公司一直致力于帮助中国制造业的发展,API Radian小巧、便捷、精度高、稳定性好,不仅仅在风洞行业,在制造业的各个领域都发挥着重要的作用。

欲了解更多信息,请登录公司官网www.apimetrology.com或www.apisensor.com.cn

也可致电API公司驻中国代表处010-59796858咨询及洽谈

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