突风作为最为频繁常见的气象条件,它会改变飞机的空速和气动角,导致飞机所受的气动力及力矩发生变化,进而影响飞机的飞行特性。为了降低突风对飞行器的影响,需要开展突风减缓研究,其中的关键是确定突风载荷,一般方法是进行数值计算或突风响应风洞试验。突风响应风洞试验的关键设备是研制出运行平稳、运动准确的突风响应装置,本文从总体结构方案设计、装置动力学分析、总体结构静强度和模态分析、装置可靠性设计、装置最终实现与试验等几方面对突风响应装置进行了详细研究。研制出了一套大型低速风洞的突风响应装置。论文主要完成了以下研究工作:①开展总体方案研究。根据突风响应装置的各项设计要求,研究叶柵摆动规律,确定了装置的总体传动方案,并通过比较各种布局方案,选定了最为合理的总体布局,使本方案各部件承载能力更好,结构更加合理。②开展突风响应装置动力学仿真和载荷分析。通过分析突风装置的运动特点,简化了的动力学模型,然后利用ADAMS动力学仿真软件开展了突风响应装置的运动仿真研究,确定了突风装置各零件的接口载荷,同时对装置的飞轮系统进行了优化。③开展总体静强度以及模态分析。建立突风装置的有限元模型,使用有限元软件ANSYS,研究了装置的总体变形情况、应力分布和动态特性。④开展可靠性设计。利用各部件接口载荷,通过ANSYS完成主要部件的静力分析,并根据工况开展各部件的疲劳寿命计算。⑤研制出突风响应装置,并开展地面试验和风洞内试验。根据设计和仿真结果,完成突风响应装置的设计和制作,并开展试验,主要检验装置各部件的运转情况和装置整体性能以及安全性,并利用传感器测试了装置的振动情况。⑥对本文的研究工作作出总结,分析研究中存在不足的地方,对下一步的研究工作提出展望。从试验情况看,各机构结构设计合理,整体运行平稳,突风响应装置的叶柵摆动最大频率、最大振幅均达到了设计指标。该装置是截止目前国内研制成功的尺寸最大、覆盖频率范围最大的一套突风试验设备,该装置的研制成功有效提高了我国大型低速风洞的特种试验能力,使其具备了开展突风影响和减弱突风影响研究的试验条件,为我国大型飞机的研制和改进提供更全面的试验技术支持。