CN104215418A - 海洋平台模型多目标物理特性测定装置 - Google Patents

Abstract

一种船舶工程模型技术领域的海洋平台模型多目标物理特性测定装置，包括：运动传递盘、连接杆件、三分力传感器、可调支撑件、导轨槽、底座、转盘和固定杆，运动传递盘的上表面由连接杆件与转盘相连，下表面由三分力传感器与底座相连，底座固定于水平地面，导轨槽与底座之间由固定杆相固定连接，导轨槽与转盘同平面设置且由可调支撑件活动相连，使得水平转动的测试力、横向摇动或纵向摇动的测量惯量依次通过转盘、连接杆件和运动传递盘传递至三分力传感器。本发明可以通过调节可伸缩的连接杆长度满足适合不同平台模型的高度，将强迫运动机构和海洋平台模型结合，从而传递预定的运动并测量得到力的时间历程。

Description

海洋平台模型多目标物理特性测定装置

技术领域

本发明涉及的是一种船舶工程模型技术领域的测定装置，具体是一种海洋平台模型多目标物理特性测定装置。

背景技术

浮式海洋平台在水池中进行模型水动力性能试验的第一道工序就是模型制作。平台模型不仅在外形上要和实体几何相似，而且与性能有关的参数如重量、重心位置以及惯量等也要满足几何形似的要求。在模型缩尺比λ选定以后，根据几何相似的要求进行模型制作，同时对水动力性能相关的各种参数也要正确模拟。外形及上层建筑几何相似的模型制成后，需要根据海洋平台实体的数据，对模型的重量、重心位置及惯量等技术参数进行调节模拟，以保证模型与实体的质量个质量分布相似。这些参数直接影响到海洋平台在海上风、浪、流作用下的运动及受力。

传统的海洋平台物理特性测定装置采用双刀头设计，模型的重心位置及惯量的调节都是在实验室的专用调节架上进行的。调节架上部的中间位置两侧装有水平的刀口，可支撑调节架移动部分和模型的总质量。在进行模型重心位置的调节时，先将模型吊放在调节架内，这时调节架及其中的模型都由刀口支撑并能绕支撑轴线在纵向自由摆动。由于船舶对垂直轴的惯性矩，首摇惯量在数值上与纵摇差别不大，通常认为Kzz≈Kyy，因此对Kzz不需要另行测试。但对于其他类型的浮式海洋平台，Kzz与Kyy差别明显，需要另行调节。比如在测量横摇、纵摇和首摇运动惯性半径等参数时，需要逐一调整测试方法以及模型的摆放位置，因此大大增加了工作量。同时，传统海洋工程模型试验中，平台模型模拟使用的的“试凑法”，也极大地制约了物理特性测定的效率。测力装置在多种形式的强迫运动试验中广泛使用。根据试验测力过程精确性、安全性、简易性的要求，设计一种适用于海洋平台模型物理特性测定装置具有重要的实际意义。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103759872，公开日2014-4-30，公开了一种用于海洋平台模型振荡试验的多自由度测力装置，包括：运动传递盘、连杆支座、连接杆件、三分力传感器、滑轮支撑、固定方板；运动传递盘与强迫运动机构连接，是整个装置的基座盘，连杆支座固定在运动传递盘或三分力传感器上，连接杆件连接两个连杆支座，或连接连杆支座与滑轮支撑，三分力传感器上下端面分别与连杆支座和固定方板连接，滑轮支撑与连接杆件连接，并支承在固定方板上，固定方板固定在海洋平台模型上，或与三分力传感器连接，或支承滑轮支撑。但由于测量时海洋平台模型的支撑全由三分力传感器以及滑轮支撑，对模型的最大质量有一定的限制要求。同时测量横摇、纵摇时，由于使用到三分力传感器与滑轮的组合，会产生一定的误差。测量时模型的受迫振动不够显著，不利于得到精确的数据。同时该装置重心在运动传递盘之下，加上模型之后，由于模型是放置在运动传递盘之上的，整体会有一个较大的重心偏移，这对后期计算会产生比较大的影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种海洋平台模型多目标物理特性测定装置，能够满足绝海洋平台模型多目标物理特性的测定需要。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括：运动传递盘、连接杆件、三分力传感器、可调支撑件、导轨槽、底座、转盘和固定杆，其中：运动传递盘的上表面由连接杆件与转盘相连，下表面由三分力传感器与底座相连，底座固定于水平地面，导轨槽与底座之间由固定杆相固定连接，导轨槽与转盘同平面设置且由可调支撑件活动相连，使得水平转动的测试力、横向摇动或纵向摇动的测量惯量依次通过转盘、连接杆件和运动传递盘传递至三分力传感器。

所述的可调支撑件包括：用于测试水平转动的测试力的两对滑轮组，以及用于测试横向摇动或纵向摇动的测量惯量的一对刀口组，其中：两对滑轮组均匀设置于转盘的边缘，各对滑轮组为相对布置使得转盘与运动传递盘相对静止以准确传递水平转动的测试力，刀口组于转盘的边缘相对布置以传递横向摇动或纵向摇动的测量惯量。

所述的滑轮组包括：支架和滑轮，其中：支架的一端设置于转盘上，另一端与滑轮相固定，滑轮设置于导轨槽中。

所述的刀口组包括：楔形刀头、刀柄，其中：刀头与刀柄成90°相连；刀柄与运动传递盘活动相连。

所述的运动传递盘和底座为直径不同的圆盘结构。

所述的转盘和导轨槽为直径不同的圆环结构且同心设置。

所述的可调支撑件为4个均匀布置的长条状伸缩杆结构。

所述的固定杆分别为4个均匀布置的圆柱杆结构。

本发明突破海洋平台高度的要求，不受海洋平台上层建筑高大的限制，可以通过调节可伸缩的连接杆长度满足适合不同平台模型的高度，将强迫运动机构和海洋平台模型结合，从而传递预定的运动并测量得到力的时间历程。

附图说明

图1为实施例1的结构图；

图2为实施例1的可调支撑件的结构图；

图3为实施例2的可调支撑件的结构图；

图4为实施例2的实施示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括：运动传递盘1、连接杆件2、三分力传感器3、可调支撑件4、导轨槽5、底座6、转盘7和固定杆8，其中：运动传递盘1的上表面由连接杆件2与转盘7相连，下表面由三分力传感器3与底座6相连，导轨槽5与底座6之间由固定杆8相固定连接，导轨槽5与转盘7同平面设置且由可调支撑件4活动相连，使得水平转动的测试力依次通过转盘7、连接杆件2和运动传递盘1传递至三分力传感器3。

所述的可调支撑件4包括：用于测试水平转动的测试力的两对滑轮组，其中：两对滑轮组均匀设置于转盘7的边缘，各对滑轮组为相对布置使得转盘7与运动传递盘1相对静止以准确传递水平转动的测试力。

所述的滑轮组包括：支架9和滑轮10，其中：支架9的一端设置于转盘7上，另一端与滑轮10相固定，滑轮10设置于导轨槽5中。

所述的运动传递盘1和底座6为直径不同的圆盘结构，底座6固定于水平地面。

所述的转盘7和导轨槽5为直径不同的圆环结构且同心设置。

所述的可调支撑件4为4个均匀布置的长条状伸缩杆结构。

所述的固定杆8分别为4个均匀布置的圆柱杆结构。

三分力传感器3为测量两两正交的X、Y、Z三个方向受力大小的测力仪器。

实施例2

如图3和图4所示，导轨槽5与转盘7同平面设置且由可调支撑件4活动相连，使得横向摇动或纵向摇动的测量惯量依次通过转盘7、连接杆件2和运动传递盘1传递至三分力传感器3。

所述的可调支撑件4包括：用于测试横向摇动或纵向摇动的测量惯量的一对刀口组，刀口组于转盘7的边缘相对布置以传递横向摇动或纵向摇动的测量惯量。

所述的刀口组包括：楔形刀头11、刀柄12，其中：刀头11与刀柄12成90°相连；刀柄12与运动传递盘1活动相连。

Claims (5)

1.一种海洋平台模型多目标物理特性测定装置，其特征在于，包括：运动传递盘、连接杆件、三分力传感器、可调支撑件、导轨槽、底座、转盘和固定杆，其中：运动传递盘的上表面由连接杆件与转盘相连，下表面由三分力传感器与底座相连，底座固定于水平地面，导轨槽与底座之间由固定杆相固定连接，导轨槽与转盘同平面设置且由可调支撑件活动相连，使得水平转动的测试力、横向摇动或纵向摇动的测量惯量依次通过转盘、连接杆件和运动传递盘传递至三分力传感器；

所述的可调支撑件包括：用于测试水平转动的测试力的两对滑轮组，以及用于测试横向摇动或纵向摇动的测量惯量的一对刀口组，其中：两对滑轮组均匀设置于转盘的边缘，各对滑轮组为相对布置使得转盘与运动传递盘相对静止以准确传递水平转动的测试力，刀口组于转盘的边缘相对布置以传递横向摇动或纵向摇动的测量惯量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的滑轮组包括：支架和滑轮，其中：支架的一端设置于转盘上，另一端与滑轮相固定，滑轮设置于导轨槽中。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，所述的运动传递盘和底座为直径不同的圆盘结构、所述的转盘和导轨槽为直径不同的圆环结构且同心设置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征是，所述的可调支撑件为4个均匀布置的长条状伸缩杆结构。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征是，所述的固定杆分别为4个均匀布置的圆柱杆结构。