1、中华人民共和国国家标准电工电子产品基本环境试验规程风压试验方法Basic environmental testing procedures for electric and electronic products Wind pressure 1 主题内容与适用范围GB/T 2423.41-94 本标准规定了电工电子产品利用风洞进行风压试验的术语、对试验设备和试验样品(以下简称试验件的要求、试验条件和试验方法。本标准适用于检验安装在户外的电工电子设备或部件(如雷达天线、微波天线、卫星天线等)承受风压时的适威性及评定其结构的合理性。本标准不适用于固定电工电子设备或部件的塔架。2 术语2.1 风洞w
2、ind tunnel 在一个按特殊要求设计的管道系统内，利用风扇等动力装置人工产生和控制气流，以模拟试验件周围气体的流动，并可度量气流对试验件的作用的装置。其中安装试验件的部分称试验段。风速低于135m/s的风洞称为低速风洞。2.2 风洞试验wind tunnel test 在风洞试验段中安装试验件，测量气流流过试验件时作用在试验件上的空气动力，以求得试验件的性能数据。试验件可以改变方向，以模拟不同风向状态。2.3 风洞天平wind tunnel balance 感受并测出作用在试验件上的气动力和气动力矩的设备。2.4 仰角elevation angle 在试验段纵向对称面(xoz)上，试验件
3、纵向基准线(OX，)的投影与气流方向的夹角，记作当试验件正面迎风时仰角为00，上仰时仰角为正，-r俯时仰角为负(兑图1)。2.5 方位角azimuth angle 在试验段水平对称面(xoy)上，试验件纵向基准线(OX, )的投影与气流方向的夹角，记作。当试验件正面迎风时方位角为口。，逆时针转时方位角为正，顺时针转时方位角为负(见图1)。国家技术监督局1994叮7-07批准1995-01-01实施39 GB/T 2423.41-94 z z T L y 州阻图(mU帕前盹到(的or辅 , X , r V J i悦国1mz轴图1风轴oX，oy、町，体轴OX1、OYlOZl仰角与方位角的示意图2.
4、6 空气动力aerodynamic force 气流流过试验件时所产生的力(包括阻力、横风力、侧力)和力矩(包括滚转力矩、俯仰力矩、偏航)J矩，见图2)。;: Z H Hx 。x 图2阻力X、横风力Z、侧力Y、滚动力矩Mx、俯仰力短My、偏航力矩MzIJ示意图2.7 气动力矩)系数aerodynamiccoefficient 气动力(力矩除以试验件的特征商积(特征面积乘特征长度和气流动压的元量纲系数。气动力系数C，=F/(Q.S)，气动力矩系数Cm= Mj(Q S L)。其中F和M分别为力和力矩，Cr和Cm分别为其系数，5为特征面积，在本标准中为试验件实体部分最大投影面积，L为特征长度，在本标
5、准中为试验件实体部分最大展长，Q为动压，Q= o. 5 P v (式中p为空气密度，V为风速)。2.8 风压wind pressure 气流流过试验件时在试验件表面上产生的压力。风压系数为Cp= (P)一p l/Q，式中P，为试验f牛某点压力值，P山为来流远前方未受试验件扰动的静压值。2.9 风速wind speed 3叶3GB/T 242 3. 41-94 试验件与气流的相对速度，对于安装在运动设备上的试验件(如船舶雷达)，指大气中风速与设备运动速度的矢量和。2.10 雷诺数reynolds number 表征空气惯性力与粘性力相对大小的一个元量纲参数，ic作Re0 Re = (p v L)
6、 /严，式中户为空气密度，为空气的动力粘度系数，V为风速，L为特征长度。2. 11 体轴系body axes system 固定在试验件上的正交坐标轴系。町、OY1.0Z1(见图1)，符合右手定则。2.12 风轴系wind axes system 以气流方向为基准的参考正交坐标轴系。2、y、z(见图1)，符合右手定则。3 对试验设备和试验件的要求3.1 风洞试验段直径应大于2mo 3. 2 风洞流场和风洞天平等测量仪器的精度按有关标准要求。3.3 试验件的展长不超过风洞试验段宽度的70%。3.4 试验件的最大投影面积不超过风洞试验段横截面积的10%。3. 5 试验件的旋转中心位于风洞试验段几何
7、中心轴线上。3.6 试验件为缩尺模型进行风洞试验时，模型应满足相似准则的要求。4 试验条件4. 1 试验风速试验风速取15、30、35、45和52m，侣，或按有关标准规定。试验件如为缩尺模型，其试验风速按相似准则折算或按有关标准规定。4.2 试验角度试验件的仰角、方位角的范围E=-15 -+ 15，间隔2.50l =- 10 -+ 190 ，间隔l口。对于具有俯仰工作状态的试验件，应将上述角度加上俯仰工作角度或接有关标准规定组合而成。4.3试验项目根据环境条件的实际情况，对试验件进行下列(或选择几项)试验:a. 静止状态测力;b. 旋转状态测力; 静止状态测压，d. 柔性构件变形测量。5 试验
8、方法5. 1 初始测量5. 1. 1 将试验件放置在正常大气条件F，按有关标准规定进行电性能、机械性能检测及外观检查。5. 1. 2 试验件按使用状态安装在风洞试验段中，经水平校芷调试后，在不吹风情况下读出在各转角j!i置时各分力的原始数据。5.2 吹风测最5. 2. 1 静止状态测力时试验件按照使用状态安装在风洞中，按4.1和4.2条或有关标准规定进行力和力矩测量。5.2.2 旋转状态测力za. 试验件按使用状态安装在风洞试验段中，将风速升高至35m/s或由有关标准规定，按4.2条规定调整变换角度启动试验件，i现出力和力去P:，同时按有关标准规定试验时间和是否通电进行性能指标3q l GB/
9、T 2423.41-94 检测:b. 试验件按使用状态安装在风洞试验段中，将风速升高豆52m/s或由有关标准规定，按4.2条规定调整变换角度启动试验件，测出力和力矩，同时按有关标准规定试验时间和是否通电进行性能指标检测。5. 2. 3 静止状态测压时试验件按照使用状态安装在风洞中，按4.1和4.2条或有关标准规定进行压力测景。5.2.4 对于安装离地而较近，或周围有较大物体干扰影响的试验件，应选择典型情况进行模拟试验，提供可能影响的量级。5.2.5 对于采性较大的试验件，还应在试验件的有关位置粘贴预先标定的应变片，测出试验件有关构件上的变形盘。5.3 最后测量在正常大气条件下，对试验件进行电性
10、能、机械性能检测和外观检查，或费有关标准规定进行。6 数据处理6.1 风洞试验数据要按有关标准规定进行支架干扰和洞壁于扰修正，并作轴系转换，提供可使用的风输系气动力系数。6. 2 用试验件进行风洞试验时，经修正后的试验数据可盲接与原始设计数据相比较，以确定试验件外形结构的合理性。6.3 试验件为缩尺模型进行JXt洞试验时，经修正后的试验数据要按有关标准规定换算成与试验件相对应的数据后才能亏原始设计数据相比较。7 有关标准应包括的内容有关标准引日本标准时，应对下列项目提出具体规定-a. 对试验设备的要求，b. 试验件的说明; 试验条件的选择及有关性能测量内容和要求，d. 中间测量内容和要求$e.
11、 最后测量内容和要求。:;9 ,) GB/T 2423. 41-94 附录A数据处理(补充件)出风洞天平测出的气动力是以体轴系给出的，使用时应将体轴系的数据转换成风轴系的数据，其公式为:Cx=CX1coscos-Cy1sin十CZISlncosCy =CXICosasmF+CY1COS卢+CZ1 sinasin卢cz=CX1sm+CZBcos Cmx=Cmx1CosacosF-cmytsin十C皿1SlnacosCmy=CmzCOMSm+Crny1cos+Cmzplnmin Cmz=Cmx181R十CmZIcos对于阻塞比较小的试验件，可直接采用公式=_!_x试验件最大投影面积+支架投影面积)
12、4川试验段横截面积进行阻塞修正，式中是阻塞修正因子。当阻塞比较大时，应采用壁压信息法进行修正。支架干扰修正可采用扣除单独支架气动力的方法。除抛物面理天线外，雷诺数Re的影响可以不予考虑。等级。I 2 3 ,1 5 6 1 8 q 飞ll、，飞、海面浪高，rn值极值日.1 。l0.2 O. 3 O. 6 1. 0 1. 0 1. 5 2, 0 2. 5 3.0 4.0 4.0 5. 5 5, 5 7. 5 7.0 10. 0 附录B风迪等级参照表(参考件)风速km/h n rnile/h 工l1 1-5 13 69 46 1219 710 2028 1l16 2938 1721 3949 222
13、7 5061 2833 6274 3440 7588 4147 所造成的后果m/s 。O.2 O. 31. 5 烟能表示方向1. 63. 3 人菌感觉有风，树叶微响3. 45. 4 旗帜展开，树叶摇动5. 57. 9 树的小枝摇动自lO.7 小树摇摆，内陆水面有小波10, 813. 8 大树枝摇摆，电线呼呼有声13.917.1 全树摇动，大树枝弯下来17.220.7 人向前行感觉阻力很大20, 824. 4 烟囱及房顶有时损坏GB/T 2423.41-94 续表海面浪高，m风速等级所造成的后果值极值km/h n mile/h m/s 10 9.0 12. 5 89-102 48-55 24.5-28.4 可将树拔起，陆上少见11 11. 5 16. 5 103-117 56-63 28.5-32.6 重大损失，陆上少见12 14. 0 118-133 64-71 32.7-36.9 摧毁力极大，陆上少见附加说明:本标准由全国电工电子产品环境试验和环境条件标准化技术委员会归口。本标准由交通部标准计量研究所、中国气动力研究与发展中心低速所负责起草。本标准主要起草人袁顺才、贺德馨、刘尚培、张亮亮、田林。3Q7
