船舶波浪载荷试验测量梁标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，包括两个间隔设置有的加载支撑凳，所述加载支撑凳的上部安装有支撑架，所述支撑架内放置有测量梁，所述测量梁的两端分别套置有加载框，所述加载框的底部施加砝码。本发明专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过专用的标定装置，可以方便快速的得到并满足垂向、水平惯性矩以及扭矩与实船相似，并且可以保证扭心与实船相似；标定装置可对试验测量梁各测量剖面的应变与船体剖面遭受的波浪载荷之间的关系进行标定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船模波浪载荷试验与测试
，尤其是一种船舶波浪载荷试验测量梁标定装置。
技术介绍
船舶在耐波性水池中进行波浪载荷模型试验时，为了模拟船舶自身的几何特征，并测量各剖面的载荷，需要采用通过测量梁连接的分段模型进行波浪载荷模型试验。目前相关的研究仅可进行垂向或水平方向特性的相似，或者采用圆管进行纯扭矩的模拟。本专利技术针对上述的缺点，设计了一种可以同时进行垂向、水平刚度以及扭转刚度和扭心同时与实船相似的测量梁剖面结构形式，并给出了该类型测量梁的标定方法以及标定装置。相应的各测点的载荷值是通过与船模分段切口对应的测量梁上粘贴应变片的方式来把船模本身在波浪中遭受的载荷以应变的形式反映出来，通过相应的计算关系，可以将其试验中测得的应变值转化为船舶在波浪中所遭受的垂向、水平弯矩以及扭矩，而其对应的转换关系需要一套可以同时标定垂向、水平弯矩以及扭矩的标定装置，并且由于测量梁受力后存在一定的耦合关系，因此还需要一定的方法将所测得的应力通过解耦关系来换算到船模实际所受到的载荷值。每个测量剖面中的这种对应关系需要在模型试验之前通过特定的装置和方法来一一确定。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，从而。本专利技术所采用的技术方案如下：一种船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，包括两个间隔设置有的加载支撑凳，所述加载支撑凳的上部安装有支撑架，所述支撑架内放置有测量梁，所述测量梁的两端分别套置有加载框，所述加载框的底部施加砝码。作为上述技术方案的进一步改进：所述加载框的结构为：包括四个直角架，所述四个直角架围成四边形结构，每个直角架中间开有加载环轨道，相邻两个直角架的加载环轨道内安装有第一延长杆，所述第一延长杆通过锁紧螺钉固定在直角架上；所述加载框的两侧上部分别安装有扭转加载环，所述加载框的一侧中部安装有水平加载环，所述加载框的两侧下部分别安装有垂向加载环；所述支撑架的结构为：拉杆，八根拉杆围成四边形结构，相连两根拉杆的转角处通过焊接连接，每根拉杆中间开有滑槽，相邻两根拉杆的滑槽中间安装有第二延长杆，所述第二延长杆通过锁紧螺栓固定在拉杆上；所述加载支撑凳的结构为：包括支撑台，所述支撑台底部通过支撑杆支撑，所述支撑杆下部安装有加强杆。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过专用的标定装置，可以方便快速的得到并满足垂向、水平惯性矩以及扭矩与实船相似，并且可以保证扭心与实船相似；标定装置可对试验测量梁各测量剖面的应变与船体剖面遭受的波浪载荷之间的关系进行标定。本专利技术可以同时测量垂向、水平弯矩以及扭矩的开口测量梁和船模波浪载荷试验测量梁的标定装置和解耦方法。该剖面结构形式的测量梁可以同时满足垂向、水平刚度以及扭转刚度和扭心的几何相似，该装置可对试验梁各测量剖面的应变与船体剖面遭受的波浪载荷之间的关系进行标定。图1为一测量梁在船模上的安装示意图。图中船模分成4段，测量梁通过螺栓与船体横框架相连接，在三个载荷测量剖面上通过测量梁上粘贴的应变片来测量船模遭受的波浪作用力（垂向弯矩Mv，水平弯矩Mh和扭矩Mt）。附图说明图1为本专利技术测量梁在船模上的安装示意图。图2为图1的截面图。图3为本专利技术横框架的结构示意图。图4为本专利技术标定装置的主视图。图5为本专利技术加载框的主视图。图6为图5的侧视图。图7为本专利技术加载框延长后的结构示意图。图8为本专利技术支撑架的俯视图。图9为本专利技术支撑架延长后的俯视图。图10为本专利技术支架凳的主视图。图11为图10的侧视图。图12为本专利技术测量梁截面形式及测点布置图。其中：1、船模；2、测量梁；3、外壳；4、加强框架；5、垫板；6、紧固螺钉；7、横框架；8、支撑架；9、加载支撑凳；10、加载框；11、直角架；12、第一延长杆；13、锁紧螺钉；14、加载环轨道；15、水平加载环；16、扭转加载环；17、垂向加载环；18、拉杆；19、第二延长杆；20、锁紧螺栓；21、支撑台；22、支撑杆。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，包括船模1，船模1内安装测量梁2，船模1的外壳3成凹字形结构，船模1外壳3内部安装有多个加强框架4，加强框架4与外壳3的两端形成中空结构，加强框架4的内壁面通过垫板5和紧固螺钉6安装有横框架7；测量梁2的标定装置为：包括两个间隔设置有的加载支撑凳9，加载支撑凳9的上部安装有支撑架8，支撑架8内放置有测量梁2，测量梁2的两端分别套置有加载框10，加载框10的底部施加砝码。如图5、图6和图7所示，加载框10的结构为：包括四个直角架11，四个直角架11围成四边形结构，每个直角架11中间开有加载环轨道14，相邻两个直角架11的加载环轨道14内安装有第一延长杆12，第一延长杆12通过锁紧螺钉13固定在直角架11上；加载框10的两侧上部分别安装有扭转加载环16，加载框10的一侧中部安装有水平加载环15，加载框10的两侧下部分别安装有垂向加载环17。如图8和图9所示，支撑架8的结构为：拉杆18，八根拉杆18围成四边形结构，相连两根拉杆18的转角处通过焊接连接，每根拉杆18中间开有滑槽，相邻两根拉杆18的滑槽中间安装有第二延长杆19，第二延长杆19通过锁紧螺栓20固定在拉杆18上。如图10和图11所示，加载支撑凳9的结构为：包括支撑台21，支撑台21底部通过支撑杆22支撑，支撑杆22下部安装有加强杆。本专利技术通过延长杆使得可以标定不同高度和宽度的测量梁，并且垂向和水平方向的加载环固定在延长杆上，且由于水平方向加载环上下各有一个可以滑动的加载环，以满足不同中和轴高度的加载要求。测量梁安装到船模上之前，需要对各个测量剖面的垂向弯矩Mv、水平弯矩Mh以及扭矩Mt进行应变-弯矩系数的标定。因为需要满足垂向、水平刚度及扭转刚度和扭心相似，因此设计了图2中的截面形式的测量梁，并在相应的位置进行测点的布置。应变片S1～S8为沿梁轴向（长度方向）粘贴于梁表面，以全桥连接通过标定，通过S5和S6得到垂向弯矩Mv，通过S7和S8得到水平弯矩Mh，通过S1和S2或者S3和S4得到扭距Mt。同时标定垂向和水平弯矩系数时，测量梁在标定支架上自由支持，此外，加载架距离两端支持的距离均为L，测量梁放在标定装置的中心位置保证两端对称。单独标定扭矩系数时，测量梁在标定支架上自由支持。此外，加载架距离两端支持的距离均为L，测量梁放在标定装置的中心位置保证两端对称。同时加载垂向、水平和扭转载荷，用来得到三个载荷相互耦合作用下的响应时，测量梁在标定支架上自由支持，安装方式如图9和图10所示。此外，加载架距离两端支持的距离均为L，测量梁放在标定装置的中心位置保证两端对称。对于垂向载荷和水平方向载荷的标定时，首先在砝码托盘上分级加载砝码，如0、P、2P、3P、4P、5P、4P、3P、2P、P和0，单位为N，同时应用动态应变仪（如DH5920）和计算机采集各测量剖面的应变输出UL0、UL1、UL2、UL3、UL4、UL5、UL6、UL7、UL8、UL9和UL10，单位为。这样一组的载荷加载完毕。重复加载3次。对于施加了扭转载荷的标定时，首先在砝码托盘上分级加载砝码，如0、P、2P、3P、4P、5P、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，其特征在于：包括两个间隔设置有的加载支撑凳（9），所述加载支撑凳（9）的上部安装有支撑架（8），所述支撑架（8）内放置有测量梁（2），所述测量梁（2）的两端分别套置有加载框（10），所述加载框（10）的底部施加砝码。

【技术特征摘要】
1.一种船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，其特征在于：包括两个间隔设置有的加载支撑凳（9），所述加载支撑凳（9）的上部安装有支撑架（8），所述支撑架（8）内放置有测量梁（2），所述测量梁（2）的两端分别套置有加载框（10），所述加载框（10）的底部施加砝码。2.如权利要求1所述的船舶波浪载荷试验测量梁标定装置，其特征在于：所述加载框（10）的结构为：包括四个直角架（11），所述四个直角架（11）围成四边形结构，每个直角架（11）中间开有加载环轨道（14），相邻两个直角架（11）的加载环轨道（14）内安装有第一延长杆（12），所述第一延长杆（12）通过锁紧螺钉（13）固定在直角架（11）上；所述加载框（10）的两侧上部分别安装有扭转加载环（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵南，胡嘉骏，汪雪良，刘俊杰，李政杰，司海龙，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32