小型车15模拟风洞实验室的设计【优秀】【word+13张CAD图纸】【汽车车辆工程类】【毕设】

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封皮.doc

小型车模拟风洞试验室设计任务书.doc

正文.doc

过程管理封皮.doc

毕业设计（论文）任务书

题目名称小型车1：5模拟风洞试验室设计

一、设计目的、意义

全面训练资料查询能力和专业知识综合运用能力，综合训练独立设计能力和工程设计软件的应用能力，提高独立工作能力和素质。

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。因此，本课题设计研究内容对于全面提高学生工程设计能力和素质，研究风洞试验室设计问题具有重要的现实意义和良好的实用意义。

二、设计内容、技术要求（研究方法）

主要技术指标、要求或生产纲领：

测试仓截面尺寸：宽1200×高1000(mm)；环状风道截面尺寸：宽800×高600(mm)；

最大稳定风速60m/s；采用P型循环风洞；前后仓栅稳速；弯道内半径400 mm；材料选用镀锌铁皮；测试台面高度600 mm；测试车模固定方便，现场风速可测，多点压力测试。

风力利用系数为0.8。除风速外，以上参数为初定。根据实际而定。

设计主要内容及分析、校核：

1、进行1：5小型车模拟风洞试验室平面布局设计；

2、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，P型引风口设计等；

3、根据设计系统进行校核；

4、绘制设计系统总图和上述部分的结构装配图、部件图；

三、设计完成后应提交的成果

1、设计完整的整体装配图，零、部件图，折合 A0图纸至少3.5张；

2、设计计算说明书：1.5～2.0万字；

3、相关设计资料应齐全。                                                    

四、设计进度安排

（1）第1周：领取任务、资料收集，进行调研 ；

（2）第2周：继续调研，撰写开题报告，制定方案；

（3）第3周：开题答辩、设计任务、总体方案草图设计与计算；

（4）第4周：总体设计方案草图审核与修改；

（5）第5-10周：完成图纸各总成、所有零件图的设计、计算与校核；

（6）第11-12周：总图的修订、部件修订、校核、完成计算、修订说明书 ；  

（7）第13周：毕业设计（论文）修改、完善；  

（8）第14周：毕业设计（论文）委员会小组审核、预审；

（9）第15周：毕业设计（论文）修改、完善；  

（10）第16周：毕业设计（论文）指导教师总审核 ；

（11）第17周：毕业设计（论文）答辩准备及答辩。

五、主要参考资料

【1】傅立敏.汽车空气动力学.机械工业出版社，1998.

【2】伍荣林，王振羽.风洞设计原理.北京航空学院出版社，1985.

【3】谷正气.汽车空气动力学.人民交通出版社，2005.

【4】傅立敏.FD-09风洞改造为汽车模型风洞的技术研究.第一汽车集团建厂四十周年优秀论文集，1992.

【5】何克敏，屠兴.低湍流度风洞及其设计.西北工业大学，1988（02）

【6】庞加斌，林志兴，余卓平，王宏雁.TJ-2风洞汽车试验的修正方法.汽车工程，第24卷第5期.2002

【7】傅立敏，靳春宁.汽车风洞试验地板边界层控制技术.汽车工程，1998，20( 1)

【8】傅立敏.关于改造航空风洞为汽车试验风洞的技术探讨.汽车技术，1991，9.

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，设计一座具有低湍流、可变湍流度、低噪声等特色的小型车1：5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：1：5；小型车；风洞；低湍流；实验

ABSTRACT

 This design is in the demand of the market , Through the domestic and international existing automobile wind tunnel research and analysis , Design with a low turbulence, variable turbulence intensity, low noise characteristic of small cars 1:5 wind tunnel laboratory . The design process in wind tunnel , Its main parts made detailed calculation. Wind tunnel after the completion of the , Combining the indoor advanced measuring method , Besides can satisfy model of speed, measure pressure, flow pattern observation on teaching outside , Still can use on the wind tunnel in Bridges, environmental pollution and other industrial air dynamics research work。

 For vehicle research，Car wind tunnel is an indispensable test equipment。Car of automotive aerodynamics wind tunnel construction development is of great significance，No cars wind tunnel，Also can't very well put the national automobile industry of forward development。And car wind tunnel is the main task of the air flowing through the body right simulation of the surface flow pattern to get accurate experimental data，Experimental data accurate or not decided the aerodynamic shape design of success or failure。So，Car in wind tunnel experiments can promote the air dynamics research，For automotive aerodynamics research will be able to give our country to bring the huge fuel savings，Has the very big economic benefit and social benefit。

Key words：1：5；Small car；Wind tunnel；Low turbulent；Experiment

目  录

摘  要I

Abstract II

第1章  概述1

1.1  研究目的及意义1

1.2  国内外研究现状1

1.3  本课题设计研究内容、研究技术路线2

第2章  汽车风洞设计研究基础4

2.1  汽车风洞实验的目的4

2.2  汽车风洞功能类型及设备4

2.3  汽车风洞实验模型7

2.4  汽车风洞实验的准则与规范8

2.5  本课题采用的模型尺寸10

2.6  本章小结 11

第3章  1：5小型汽车风洞设计12

3.1  风洞的类型结构确定12

3.2  风洞试验段几何参数的确定13

3.3  扩压段15

3.4  拐角及其拐角导流片17

3.5  迴流段18

3.6  稳定段及整流装置19

3.7  收缩段20

3.8  风洞能量比、电机功率及风扇的确定20

3.9  风洞结构设计校核25

3.10  本章小结26

第4章  计算机仿真风洞模型建立27

4.1  概述27

4.2  各部件建模27

4.3  模型总装图38

4.4  本章小结39

第5章  结  论40

参考文献41

致  谢43

第1章  概  述

1.1  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，而这一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：一是经济角度出发；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、为了科学研究技术作贡献。

1.2  国内外研究现状

1、 国外研究

国外，汽车风洞建设较早。1939年，德国的斯图加特大学建立了第一座全尺寸汽车空气动力学试验的风洞。它的最高速度高达270km/h，可以进行高速赛车空气动力学的研究。随后，不少汽车企业和研究机构陆续开始建设汽车风洞。近年来，不断有新的专业汽车风洞落成，如 Audi 汽车公司风洞。

汽车风洞建设初期，大量借鉴了航空空气动力学的研究经验和理论。航空空气动力学试验规定风洞试验的阻塞比（Blockage ratio）：￠ =A/AN。其中，A 是试验模型的正投影面积，AN是风洞的喷口截面面积。虽然航空风洞规定风洞试验时, ￠要小于 0.05，但是现在的汽车风洞阻塞比已经越来越大，甚至有阻塞比达到 0.2 左右的汽车风洞。

为了使汽车风洞试验结果更加精确，国外陆续有专业的汽车风洞装备地面效应模拟设备。现在几乎所有的汽车风洞都引入地面效应模拟设备，特别是移动带地面效应模拟系统。

汽车风洞的建设，带来了汽车风洞试验技术的变革和创新。为了适应汽车气动噪声的研究，大量的汽车风洞经过改进以便能进行气动噪声试验，部分新建的汽车风洞直接就定位建设低噪声的汽车风洞。

近年来，随着汽车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一个崭新的阶段。

2、国内研究

目前，我国汽车风洞建设较晚。2002年，吉林大学汽车风洞开工建设。2005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一个新的阶段。

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。

1.3  本课题设计研究内容、研究技术路线

1、本课题设计研究内容：

1）进行1:5小型车模拟风洞实验室平面布局设计；

2）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，P型引风口设计，台架支撑结构设计；

3）根据设计系统进行校核；

4）绘制设计系统总图和上述部分的结构装配图、零件图。

2、研究技术路数：

参考文献

【1】傅立敏.汽车空气动力学.机械工业出版社，1998.

【2】伍荣林，王振羽.风洞设计原理.北京航空学院出版社，1985.

【3】谷正气.汽车空气动力学.人民交通出版社，2005.

【4】傅立敏.FD-09风洞改造为汽车模型风洞的技术研究.第一汽车集团建厂四十周年优秀论文集，1992.

【5】李强，丁珏，翁培奋.上海大学低湍流度低速风洞及气动设计.上海大学学报（自然科学报），第13卷第二期.2007，4.

【6】何克敏，屠兴.低湍流度风洞及其设计.西北工业大学，1988（02）

【7】庞加斌，林志兴，余卓平，王宏雁.TJ-2风洞汽车试验的修正方法.汽车工程，第24卷第5期.2002

【8】傅立敏，靳春宁.汽车风洞试验地板边界层控制技术.汽车工程，1998，20( 1)

【9】傅立敏.关于改造航空风洞为汽车试验风洞的技术探讨.汽车技术，1991，9.

【10】刘佩莲.中、小型风洞汽车模型试验方法的研究.会议论文，1994.

【11】王懋勋，朱卫.汽车空气空力学的风洞试验研究综述.1990

【12】何克敏，白存儒，屠兴.西工大低湍流度风洞气动设计及计算.[NPU-A,LLT9109].

【13】王元,张鸿雁,吴延奎.风工程学与大气边界层风洞 .1997(03).

【14】郗忠祥，解亚君，郭琦.NF-3风洞设计特点.1996(04).

【15】王元，张鸿雁，吴延奎.风工程学与大气边界层风洞.1997(03).