（全套CAD）小型车15模拟风洞实验室设计

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风洞试验技术的提高，汽车风洞的试验设备也不断提高。这标志世界汽车研究又进入个崭新的阶段。国内研究目前，我国汽车风洞建设较晚。年，吉林大学汽车风洞开工建设。年，同济大学上海地面交通工具风洞中心开工建设。现在，两座风洞的建设完成，标志着中国汽车研究进入个新的阶段。在国内，虽然建设了国内专业的汽车风洞，但是在汽车风洞实验技术上还存在很多不足，国内还不能提供准确可靠的实验方法，制约了汽车技术的提升，不利于我国汽车工业的发展。为了我国汽车工业更好地发展，就必须对国内的汽车风洞实验设备进行充分掌握，改进试验设备，完善试验技术，提高试验精度。.本课题设计研究内容研究技术路线本课题设计研究内容进行小型车模拟风洞实验室平面布局设计进行风机选择和校核，前后稳速仓栅设计，测试仓设计，测试台设计，环状风道设计，型引风口设计，台架支撑结构设计根据设计系统进行校核绘制设计系统总图和上述部分的结构装配图零件图。研究技术路数各环节技术的校核总体校核图.技术路线图第章汽车风洞设计研究基础.汽车风洞实验的目的汽车风洞实验的目的在于得到准确的反映汽车行驶状态下的空气动力特性数据。汽车风洞实验研究下述几方面问题研究汽车空气动力特性，包括汽车的气动阻力特性和操纵稳定性等，即通过风洞实验研究汽车的流场作用在汽车上的力和力矩。通过汽车表面的压力分布与流场性能的分析，研究汽车各部件的流场。如雨水的流动路径污垢附着的作用原理风噪声挡风玻璃上的作用力等。发动机冷却气流的进气和排气特性。驾驶室内的通风取暖及噪声等特性。小型车模拟,摹拟,风洞,实验室,设计,毕业设计,全套,图纸摘要本设计是在市场的需求下，通过对国内外现有的汽车风洞进行调研和分析，设计座具有低湍流可变湍流度低噪声等特色的小型车风洞实验室。在风洞的设计过程中，对其主要部件进行了详细的计算。风洞建成后，结合实验室内先进的测量手段，除了能满足模型的测压测速流态观测等教学外，还可以利用该风洞进行从事桥梁环境污染等工业空气动力学研究工作。进行汽车研究，汽车风洞是必不可少的试验设备。汽车风洞建设对汽车空气动力学发展意义重大，没有汽车风洞，也不能很好推动整个国家的汽车工业向前发展。而汽车风洞的主要任务是正确模拟气流流经汽车车体表面的流态以获得准确的实验数据，实验数据的精确与否决定了汽车气动外形设计的成败。因此，汽车风洞实验能促进汽车空气动力学研究，进行汽车空气动力学研究将能够给我国带来巨大的燃油节省，具有非常大的经济效益和社会效益。关键词小型车风洞低湍流实验目录摘要第章概述.研究目的及意义.国内外研究现状.本课题设计研究内容研究技术路线第章汽车风洞设计研究基础.汽车风洞实验的目的.汽车风洞功能类型及设备.汽车风洞实验模型.汽车风洞实验的准则与规范.本课题采用的模型尺寸.本章小结第章小型汽车风洞设计.风洞的类型结构确定.风洞试验段几何参数的确定.扩压段.拐角及其拐角导流片.迴流段.稳定段及整流装置.收缩段.风洞能量比电机功率及风扇的确定.风洞结构设计校核.本章小结第章计算机仿真风洞模型建立.概述.各部件建模.模型总装图.本章小结第章结论参考文献致谢第章概述.研究目的及意义汽车作为人类交通工具，它的出现和发展给人类社会带来了无可估量的经济效益和社会效益。伴随着汽车日益走向成熟，汽车产品的开发设计生产等相关领域的发展也日臻完善，并不断推陈出新，而这切都与汽车的实验研究密不可分。随着汽车工业的发展，中国汽车工业走自主研发设计之路，迫切需要建立起自己的汽车风洞实验室，掌握和发展自己的汽车风洞实验技术。这样既可以节约开发成本，又可以快速完成风洞技术的发展和积累。同时也可以促进我国汽车空气动力学的研究。为人类为社会为中国汽车工业自主研发设计作贡献在当前形势下，国家提出了“节能减排”的政策，号召大力开展推动提高能源利用效率的科技创新。对动功率在给定截面积的情况下，其截面特性应尽可能有利于复现汽车模型的绕流特性，以使风洞的洞壁干扰降至最低。以下是可供选择的风洞试验段截面形状，如图.所示。截面是航空风洞常用的截面外形，为对称的切角矩形截面为半圆形截面为非对称切角矩形。后者是参照汽车截面的轮廓线按照比例放大的，其截面面积与截面的截面面积相等。这三种截面形状中，两种截面形状较适宜汽车风洞实验。图.试验段的截面形状试验段几何参数的确定截面的高宽比考虑到实壁边界对汽车模型试验的影响，以作为实壁试验段中参数选择的依据,为垂直风洞中心线测得的模型水平方向的最大宽度，为试验段两侧壁间距，为模型最高点距地板的距离，为地板与风洞顶壁间的距离，如图.所示图.试验段的截面尺寸试验段长度进行汽车风洞实验时，要将试验模型置于实验地板上，该地板的长度除了能容纳模型及其前方的流动均匀流场外，还应留出边界层控制装置所需要的长度。此外，在模型的下游，还要留有足够的长度，使气流在进入扩散段前，其尾流获得充分的发展。这样对提高风洞运转效率有利。般地板的长度为模型长度的倍，宽度至少为模型宽度的倍。非对称切角尺寸汽车实验风洞多采用沿轴向呈线性变化的切角填块来消除洞壁边界层位移厚度对流场轴向压力梯度的影响。入口截面切角高度和出口截面下截角高度是固定的，出口截面上切角高度是可以调节的，以便在流场校测中，根据不同的实验条件与要求来调节高度，直到获得满意的静压分布为止。实验地板在试验段中的垂直位置选择实验地板在试验段中的垂直位置的原则是有用实验截面面积应尽可能大，以减弱顶壁的干扰地板下部流动阻力应减至最小，以防止地板前缘流线弯曲保证不同缩尺比例的模型均可置于试验段中心区进行试验。所以根据第章节，就可以确定试验段的几何参数。已知试验车长,宽，高，比例尺寸，所以则有模型尺寸长，宽，高。根据得.所以有.般地地板长度应为模型长度的倍宽度至少为模型宽度的倍。模型的外形和结构外形模型为了保证模型试验的流场与汽车行驶的流场相近，必须保证模型与实车几何相似。根据模型尺寸与实车尺寸之间的比例关系，能够把模型外部尺寸确定下来。对于进气口，驾驶室内流及附面层等还不能用简单的几何相似来模拟，而应采用特殊的模拟方法进行模拟。进气口与驾驶室内流的模拟汽车行驶时，气流的部分从前窗底部进入驾驶室，从出口排除，其余气流都均匀地从外表面绕过，通常不发生气流分离。进行风洞实验时，般不模拟内流，把进出气口都堵死，仅模拟外部流。如果简单地把进出气口堵死，实验时气流将在进出气口处产生分离。为此，在进气口前边加装个流线型旋转体，既消除了气流分离，又使两个绕流流谱相似。模型结构模型的结构与汽车结构差异较大，方面模型结构要尽量简单，另方面模型除了用于测定整车的空气动力特性外，还用于测定各总成部件对空气动力特性的影响，因此，模型最好采用可拆卸式的组合结构。模型的结构特点是其拐角部位前部和后部以及处于分离区附近的车灯后视镜空气进口空气出口空调装置发动机罩和车门缝部位等细部的造型都应特别注意，模型应模拟车底细部，车底部后桥传动系排气管等的凸凹应能再现，车轮模拟可转动的状态。此外，要求组合模型的各部分能方便而准确的安装。为此，要求模型安装系统必须具有足够的刚度，确保偏转力不能引起测量误差必须在地板上按精确比例装配模型，使模型呈现原型的姿势安装时，模型与地板以及支架与地板都不能发生干涉模型连接在气动力天平上时，不得产生太大的气流干扰。模型的材料与加工风洞实验模型大多采用核桃木楠木及红松等优质木材制造，对于小而薄的结构，也可以采用铝等金属制造。在风洞实验时，由于模型上承受的载荷较小，优质木材能满足强度要求，并且木材易于加工，便于局部修改，所以优质木材是较理想的制造模型材料。但是木材也存在缺点，易变形，因此加工前应对木材进行干燥处理，并且最好把木条加工成方条，用粘接剂把方条粘接在起，作为毛胚。.汽车风洞实验的准则与规范汽车风洞实验概述汽车风洞实验是将汽车或者汽车模型安置在汽车风洞中，开启风洞产生固定速度的风，采集固定风速下汽车受到的气动六分力数据，进过数据处理得到六分力系数也可以采集汽车车身表面气动力等数据，获得车身表面压力分布或者借助些流动显示和测量手段，对汽车周围流动进行显示和测量。.汽车风洞实验的类型及设备汽车实验风洞汽车风洞是进行汽车空气动力学实验的主要设备，它实际是个按照定要求建造的管道，并利用动力装置等设备在管道中产生可以调节的气流，使风洞试验段能模拟或基本模拟大气流场的状态，以供汽车进行空气动力学实验的研究。目前世界上的汽车实验风洞很多，按照试验段气流循环形式来分，可以分为回流风洞和直流风洞两种。图.为回流型风洞，回流型风洞的特点是通过试验段的气流能经循环系统在返回到试验段，能回收气流的能量，电机的功率小，并且能保持恒定的空气温度和湿度，缺点是构造复杂，设备大，成本高。图.回流型风洞图.为直流型风洞。其特点是把通过试验段的气流排除在风洞外部。该风洞设备简单，成本低，缺点电机功率大，空气温度难以恒定，流场品质易受外界的干扰。直流型风洞又分为吸入式和吹出式，前者的风机在试验段下游的风洞中，后者的风机设置在试验段上游的风洞中。图.直流型风洞按照试验段的类型分为开式风洞闭式风洞及半开式风洞三种。图.所示。图.风洞试验段形式开式闭式半开式按照试验段尺寸分类，可分为试验段尺寸几十毫米的微型低速风洞，试验段尺寸为.的小型低速风洞，试验段尺寸为的中型低速风洞，试验段尺寸以上的大型低速风洞。汽车风洞测量设备气动力天平气动力天平是汽车风洞实验时用来测量模型或汽车的空气动力和力矩的测试仪器。气动力天平的选择原则根据需要测量的模型或实车气动力和力矩数目选择相应的气动力天平。根据需要测量的模型或实车气动力和力矩的大小选择相应测量的范围和量程的气动力天平。要有良好的线性关系，即气动力或力矩的读数随外载荷的变化关系接近或呈线性关系。对于交通工具来说，改善汽车等交通工具的空气动力学特性，将是降低汽车燃油消耗，节省能源的重要方式。进行汽车研究，汽车风洞是必不可少的试验设备。汽车风洞建设对汽车空气动力学发展意义重大，没有汽车风洞，既不可能很好地设计出最优的汽车，也不能很好推动整个国家的汽车工业向前发展因此，此次研究就是为了设计模拟汽车风洞实验室设计，以最少的费用，最优化的方法对汽车风洞实验室设计。这主要从两方面考虑是经济角度出发二是社会角度出发。首先从经济角度出发达到节约成本，用最简单的方法去做最复杂的实验。降低了昂贵的费用。为企业创造了更好地经济效益。同时也促进了老百姓的买车能力。为整个社会经济腾飞作贡献。其次从社会角度出发为了满足行业的需要为了汽车工业的发展为了科学研究技术