本发明公开了一种大风攻角下三自由度耦合振动的风洞实验装置，包括水平板弹簧、竖向板弹簧、轴承、刚性吊臂、线性拉伸弹簧、转动铰、竖向支撑杆、风洞α转动机构、连接杆、刚性试验模型及其连接件。可解决传统弹簧悬挂振动系统在大风攻角下振动形态“失真”的问题，也可避免传统悬挂系统在大振幅扭转振动过程的竖向/侧向拉伸弹簧倾斜所导致的强烈结构非线性问题。实现了三自由度支撑系统在结构上解耦，在大振幅振动过程中仍可保证良好的线性刚度和稳定的振动频率，而且采用板弹簧支撑，避免了在大攻角下模型重力造成的弹簧倾斜，满足大风攻角下振动测试的需求，使得大风攻角下钝体柔性构件三自由度振动测试成为可能。