CN106644379B - 一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置及实验方法，该装置包括：磁力顶板，固定在一外部的连接装置上；通电导轨，位于所述磁力顶板的下方，所述通电导轨与所述磁力顶板相对面的磁极性相同；海洋平台模型，下部漂浮在水面上，其上部经支撑机构与所述通电导轨相连接，所述支撑机构的边角处还对称的设有多个支柱；多个弹性连接件，与所述支柱一一对应，且所述弹性连接件的两端分别与所述支柱和连接装置相连接。本发明能得到跟真实物理环境十分接近的模型试验环境，其不仅结构简单、可重复使用，而且降低了对顶板光洁度的需求，提高了测量结果的精确度。

Description

一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置及实验方法

技术领域

本发明涉及海洋平台实验装置技术领域，尤其涉及一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置及实验方法。

背景技术

海洋工程模型试验是海洋工程领域的一种重要研究方法。它对准确预报海洋结构物的水动力性能，设计具有良好性能的海洋结构物，有着重要意义。

在海洋工程模型试验中，为了精准测量模型在不同环境下的水动力性能，需要最大可能模拟出与真实平台受力的物理环境。在张力腿平台模型试验中，需要保证海洋平台模型收到顶板的侧向力几乎没有。通常通过气动轴承来达到这一目的。但是气动轴承对顶板的平整度要求非常高，当板面平整度不满足要求是，会产生较大的横向阻力对试验测量造成干扰。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，本发明提供一种结构简单且横向阻力小的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置及实验方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置，其包括：

磁力顶板，固定在一外部的连接装置上；

通电导轨，位于所述磁力顶板的下方，所述通电导轨与所述磁力顶板相对面的磁极性相同；

海洋平台模型，下部漂浮在水面上，其上部经支撑机构与所述通电导轨相连接，所述支撑机构的边角处还对称的设有多个支柱；

多个弹性连接件，与所述支柱一一对应，且所述弹性连接件的两端分别与所述支柱和连接装置相连接。

进一步地，所述支撑机构包括平台支撑板和多个支架，多个所述支架的上端与所述通电导轨相连接，其下端与所述平台支撑板的上表面相连接，所述平台支撑板的下表面与所述海洋平台模型相连接。

进一步地，多个所述支架沿所述通电导轨的周向方向上平均分布。

进一步地，所述磁力顶板的截面积大于所述通电导轨的截面积。

进一步地，所述磁力顶板的上表面还设有加强板，所述加强板上开设有阵列分布的减重槽。

本发明还提供一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验方法，其包括以下步骤：

S1、将海洋平台模型放置到水中；

S2、调节海洋平台模型在水中的位置，使所述海洋平台的下部到达设定吃水深度；

S3、对通电导轨进行通电，并调节所述通电导轨的磁场强度，使所述通电导轨与磁力顶板之间的间隙达到设定范围；

S4、通过连接装置上下移动调节所述磁力顶板的位置，使所述海洋平台模型的下部再次达到所述设定深度。

进一步地，所述步骤S2中，通过调节所述通电导轨内的电流来改变所述通电导轨的磁场强度。

本发明的有益效果在于：通过磁力顶板和通电导轨同性相斥的磁悬浮原理，使磁力顶板与通电导轨之间能保持稳定的间距，从而使海洋平台模型在垂向方向上同时受水的浮力和磁力顶板相斥的磁力共同作用；在横向方向上受到四周弹性连接件的拉力，进而得到跟真实物理环境十分接近的模型试验环境，其不仅结构简单、可重复使用，而且降低了对顶板光洁度的需求，提高了测量结果的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置的结构示意图；

图2是本发明的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置的支撑机构的结构示意图；

图3是本发明的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置的磁力顶板的结构示意图；

图4是本发明的基于磁悬浮原理的海洋平台试验方法的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-2所示，本发明的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置，其包括：

磁力顶板1，固定在一外部的连接装置2上；连接装置2可以为拖车机构或其他机构；

通电导轨3，位于磁力顶板1的下方，通电导轨3与磁力顶板1相对面的磁极性相同；

海洋平台模型4，下部漂浮在水面上，其上部经支撑机构5与通电导轨3相连接，支撑机构5的边角处还对称的设有多个支柱6；

多个弹性连接件7，与支柱6一一对应，且弹性连接件7的两端分别与支柱6和连接装置2相连接。其中，为了保持一定的刚度要求，本实施例中的弹性连接件7为弹簧。

本发明通过磁力顶板1和通电导轨3同性相斥的磁悬浮原理，使磁力顶板1与通电导轨3之间能保持稳定的间距，从而使海洋平台模型4在垂向方向上同时受水的浮力和磁力顶板1相斥的磁力共同作用；在横向方向上受到四周弹性连接件7的拉力，进而得到跟真实物理环境十分接近的模型试验环境，其不仅结构简单、可重复使用，而且降低了对顶板光洁度的需求，提高了测量结果的精确度。

本发明中，支撑机构5包括平台支撑板51和多个支架52，多个支架52的上端与通电导轨3相连接，其下端与平台支撑板51的上表面相连接，平台支撑板51的下表面与海洋平台模型4相连接。通过平台支撑板51和多个支架52的相互配合，使通电导轨3与海洋平台模型4的形状和大小可以相互独立，降低了加工成本和难度，并且扩大了不同大小或形状的海洋平台模型4的适用范围。

较佳的，为了使磁力顶板1的磁性排斥力能均匀地传导至海洋平台模型4，防止海洋平台模型4受力不均造成的倾斜、翻转，多个支架52沿通电导轨3的周向方向上平均分布。

本发明中，为了进一步提高结构的稳定性，磁力顶板1的截面积大于通电导轨3的截面积。其中，磁力顶板1的上表面还设有加强板11，加强板11可以增加磁力顶板1的刚度，减少其形变。参阅图3所示，为了降低整体的重量，加强板11上开设有阵列分布的减重槽12。

参阅图4所示，一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验方法，其包括以下步骤：

S1、将海洋平台模型4放置到水中；

S2、调节海洋平台模型4在水中的位置，使海洋平台4的下部到达设定吃水深度；

S3、对通电导轨3进行通电，并调节通电导轨3的磁场强度，使通电导轨3与磁力顶板1之间的间隙达到设定范围；本发明中，为了使通电导轨3与磁力顶板1之间相互的磁性排斥力保持均衡，避免通电导轨3和海洋平台模型4发生倾斜、侧翻等，通电导轨3与磁力顶板1之间间隙的大小需要保持稳定，而其具体的设定范围可以根据实际场合进行合理设定，如10-50mm等。

S4、通过连接装置2上下移动调节磁力顶板1的位置，使海洋平台模型4的下部再次达到设定深度。从而使整个装置达到实验所需的状态，提高了测量结果的精确度。

进一步地，步骤S2中，通过调节通电导轨3内的电流来改变通电导轨3的磁场强度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置，其特征在于，包括：

磁力顶板，固定在一外部的连接装置上；

通电导轨，位于所述磁力顶板的下方，所述通电导轨与所述磁力顶板相对面的磁极性相同；

海洋平台模型，下部漂浮在水面上，其上部经支撑机构与所述通电导轨相连接，所述支撑机构的边角处还对称的设有多个支柱；

多个弹性连接件，与所述支柱一一对应，且所述弹性连接件的两端分别与所述支柱和连接装置相连接；

所述支撑机构包括平台支撑板和多个支架，多个所述支架的上端与所述通电导轨相连接，其下端与所述平台支撑板的上表面相连接，所述平台支撑板的下表面与所述海洋平台模型相连接；

多个所述支架沿所述通电导轨的周向方向上平均分布；

所述磁力顶板的上表面还设有加强板，所述加强板上开设有阵列分布的减重槽。

2.如权利要求1所述的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置，其特征在于，所述磁力顶板的截面积大于所述通电导轨的截面积。

3.一种采用如权利要求1所述的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将海洋平台模型放置到水中；

S2、调节海洋平台模型在水中的位置，使所述海洋平台的下部到达设定吃水深度；

S3、对通电导轨进行通电，并调节所述通电导轨的磁场强度，使所述通电导轨与磁力顶板之间的间隙达到设定范围；

S4、通过连接装置上下移动调节所述磁力顶板的位置，使所述海洋平台模型的下部再次达到所述设定深度。

4.如权利要求3所述的基于磁悬浮原理的海洋平台试验装置的试验方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过调节所述通电导轨内的电流来改变所述通电导轨的磁场强度。