CN104359602B - 可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置，包括一个圆形钢管，所述圆形钢管上沿径向刚性连接有两根左右对称布置的实心钢杠，所述实心钢杠上穿设有两块上下对称布置并可沿着所述实心钢杠上下滑动的钢质滑块；在所述圆形钢管的左右两端刚性连接有法兰盘；在所述圆形钢管的上下表面沿长度方向粘贴有两片通过半桥桥路方式连接的单向应变片。本发明适用于对横剖面惯性矩在一定范围内变化的船模波浪载荷试验，可以实现船模横剖面惯性矩的精确模拟，并且多分段船模的各个剖面的惯性矩可以不同，提高垂向波浪弯矩试验测试的精确度，提高模型试验数据的可信度。
Description
技术领域
本发明涉及船模波浪载荷测试技术领域，尤其涉及一种可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置。
背景技术
船舶波浪载荷模型试验中，垂向弯矩是最常见的测量参数。以往的模型测试中，往往采用一根沿着舯横剖面中和轴布置的均匀截面梁来进行测试。这根梁把模型的各个分段连接起来，在各个分段处通过上下表面沿着梁纵向粘贴布置的单向应变片的来实现垂向弯矩的测量。这样的梁通常选用型钢进行加工，只能模拟舯横剖面的刚度，其它横剖面的刚度没有实现模拟。虽然舯横剖面的载荷特性是最主要的，但是其它测量横剖面的载荷特性有时也是关注的对象，尤其是对型线沿着船长方向变化较大的船舶来说。另外一种测量梁加工的方法是通过在变化较大的截面上另选型钢，然后把这些不同截面的型钢焊接成一根连续梁实现垂向弯矩的测量，但测量梁仍然按照舯剖面中和轴的高度布置在船模中。虽然后者较前者对横剖面的刚度的模拟有了较大的改善，但这对选择型钢以及型钢的加工工艺提出了更高的要求，并且有些型钢在市面上很难找到。另一个重要的问题是上述两种连续梁式的测量梁只适用于一条船模，更换一条船模后，这种测量梁就因为横剖面刚度的不同而不能再使用了，而需要重新设计加工一根与之匹配的测量梁，这样势必造成了人力、物力以及时间上的严重浪费。还有一个问题是由于市面上选择的型钢的尺寸很难与模型的横剖面惯性矩正好一致，精确的加工无疑需要更多人力、物力以及时间的支出，如果测量梁的横剖面刚度和船模剖面的惯性矩存在着偏差，势必会对模型试验测量结果的准确性产生重要影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置，实现垂向弯矩测试中船体横剖面刚度的精确模拟。
本发明的技术方案如下：
一种可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置，包括一个圆形钢管，所述圆形钢管上沿径向刚性连接有两根左右对称布置的实心钢杠，所述实心钢杠上穿设有两块上下对称布置并可沿着所述实心钢杠上下滑动的钢质滑块；在所述圆形钢管的左右两端刚性连接有法兰盘；在所述圆形钢管的上下表面沿长度方向粘贴有两片通过半桥桥路方式连接的单向应变片。
本发明的有益技术效果是：
本发明由于钢质滑块距离圆形钢管的纵向中心线的位置是可调整的，因而实现了惯性矩在一定范围内的可变性，从而实现了整个装置刚度(惯性矩和弹性模量的乘积)的可调性。本发明对横剖面惯性矩在一定范围内变化的船模波浪载荷试验来说尤其适用，可以实现船模横剖面惯性矩的精确模拟，并且多分段船模的各个剖面的惯性矩可以不同，大大提高了垂向波浪弯矩试验测试的精确度，提高了模型试验数据的可信度。
本发明的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明装置的主视图。
图2是本发明装置的俯视图。
图3是本发明装置的左视图。
图4是图1的A-A剖视图。
图5是本发明装置在船模中的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本发明涉及一种刚度可以调整的船模垂向弯矩测量装置。本装置的三视图以及剖视图参见图1至图4，由以下的五个部分组成：圆形钢管1；与圆形钢管1刚性连接的两根实心钢杠2，左右对称布置；穿过实心钢杠2并沿着实心钢杠2上下滑动的两块钢质滑块3，上下对称布置；沿着圆形钢管1左右两端刚性连接的法兰盘4；粘贴在圆形钢管1的上下表面的两片单向应变片5，方向沿着圆形钢管1的长度方向，通过半桥桥路方式连接实现垂向弯矩的测量。
本装置在船模中的安装示意图参见图5，其中6为船模的分段、7为船模分段之间的切口、8为连接本装置的船模加强横舱壁、9为连接螺栓、10为连接本装置的船模舱壁外侧的法兰板。不同的船模分段切口处可根据该处的实际刚度和中和轴高度布置和安装本装置。
在波浪载荷的模型试验中，本装置通过法兰盘4以螺栓9与船模的左右两个分段6进行栓接。测量剖面的惯性矩的大小根据固定的圆形钢管1以及上下滑动的钢质滑块3的横剖面面积对圆形钢管1的纵向中心线进行求矩得到。由于钢质滑块3距离圆形钢管1的纵向中心线的位置是可调整的，因而实现了惯性矩在一定范围内的可变性，从而实现了整个装置刚度(惯性矩和弹性模量的乘积)的可调性。
一次模型试验结束之后，把本装置从船模上拆下来，还可用于一定刚度范围之内的其它船模的垂向弯矩的波浪载荷测试，实现了装置的可重复利用性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种可调刚度式船模波浪载荷垂向弯矩测量装置，包括一个圆形钢管，在所述圆形钢管的上下表面沿长度方向粘贴有两片通过半桥桥路方式连接的单向应变片，其特征在于：所述圆形钢管上沿径向刚性连接有两根左右对称布置的实心钢杠，所述实心钢杠上穿设有两块上下对称布置并可沿着所述实心钢杠上下滑动的钢质滑块；在所述圆形钢管的左右两端刚性连接有法兰盘。
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Publications (2)
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