CN107607239A - 一种简式碰撞力与扭矩测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶与海洋工程模型试验技术领域，特指一种简式碰撞力与扭矩测试工装，包括第一接触板、第二接触板与圆柱体结构设置的测试杆件，第一接触板与第二接触板分别固定于测试杆件两端，第一接触板对应连接于船模一，第二接触板对应连接于船模二，测试杆件上设有扭矩测试区与碰撞力测试区。本发明通过在测试杆件上设有扭矩测试区与碰撞力测试区，碰撞力通过接触板传递至碰撞力测试区，并通过碰撞力测试区的应变片采集数据，同时测试杆件采用圆柱体抗扭，不发生弯扭变形，使得扭矩传递至扭矩测试区，并通过扭矩测试区的应变片采集数据。

Description

一种简式碰撞力与扭矩测试工装

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程模型试验技术领域，特指一种简式碰撞力与扭矩测试工装。

背景技术

在船队补给工程领域，两船并靠补给有多种并靠方式，但无论是绑靠还是非绑靠方式都需要考虑两船之间的碰撞力，从而设计相应的并靠隔离装置，在船舶物理实验中，两船模型并靠或单船靠岸过程中需要测试碰撞力，同时当两船并靠时因所受波浪相位不同等环境原因会出现相对角度的扭动，因吨位、型线、舷侧设备等因素且碰撞的位置无法预测，碰撞力与扭矩不容易测试且很难同时测试，同时存在测试数据不准确的缺点，因此设计合理且通用的测试工装是关键。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种简式碰撞力与扭矩测试工装，通过在测试杆件两端分别连接有接触板，实现将点采集数据转换为面采集数据，通过在测试杆件上设有扭矩测试区与碰撞力测试区，碰撞力通过接触板传递至碰撞力测试区，并通过碰撞力测试区的应变片采集数据，同时测试杆件采用圆柱体抗扭，不发生弯扭变形，使得扭矩传递至扭矩测试区，并通过扭矩测试区的应变片采集数据，其结构简单且两者可以同时测试互不干扰。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种简式碰撞力与扭矩测试工装，包括第一接触板、第二接触板与测试杆件，第一接触板与第二接触板分别固定于测试杆件两端，第一接触板对应连接于船模一，第二接触板对应连接于船模二，测试杆件上设有扭矩测试区与碰撞力测试区。

进一步而言，所述扭矩测试区采用镂空设置，镂空位置设有扭矩感应机构。

进一步而言，所述扭矩感应机构包括扭矩数据采集应变片，扭矩数据采集应变片外接于动态应变数据采集仪。

进一步而言，所述碰撞力测试区采用中空设置，中空位置设有碰撞力测试机构。

进一步而言，所述碰撞力测试机构包括碰撞力数据采集应变片，碰撞力数据采集应变片外接于动态应变数据采集仪。

进一步而言，所述第一接触板通过螺栓二固定于测试杆件一端，第二接触板通过螺栓一固定于测试杆件另一端。

本发明有益效果：

1.本发明通过将测试杆件两端分别固定连接于接触板，实现点采集数据转换为面采集数据；

2.本发明通过在测试杆件上设有扭矩测试区与碰撞力测试区，碰撞力通过接触板传递至碰撞力测试区，并通过碰撞力测试区的应变片采集数据，同时测试杆件采用圆柱体抗扭，不发生弯扭变形，使得扭矩传递至扭矩测试区，并通过扭矩测试区的应变片采集数据；

3.本发明结构简单，且扭矩测试与碰撞力测试可以同时测试互不干扰。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是测试杆件结构示意图；

图3是测试杆件截面图。

1.第一接触板；2.第二接触板；3.扭矩测试区；4.碰撞力测试区；5.碰撞力感应机构；6.扭矩感应机构；7.螺栓一；8.螺栓二；9.碰撞力数据采集应变片；10.扭矩数据采集应变片。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图3所示，本发明所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，包括第一接触板1、第二接触板2与圆柱体结构设置的测试杆件，第一接触板1与第二接触板2分别固定于测试杆件两端，第一接触板1对应连接于船模一，第二接触板2对应连接于船模二，测试杆件上设有扭矩测试区3与碰撞力测试区4。以上所述构成本发明基本结构。

本明发采用这样的结构设置，通过在测试杆件两端分别连接有第一接触板1与第二接触板2，实现将点采集数据转换为面采集数据，通过在测试杆件上设有扭矩测试区3与碰撞力测试区4，可分别测试通过第一接触板1与第二接触板2传递的扭矩与碰撞力的数据采集测试，其结构简单，且两者测试可以同时测试互不干扰。

更具体而言，所述扭矩测试区3采用镂空设置，镂空位置设有扭矩感应机构6，扭矩感应机构6包括扭矩数据采集应变片10，扭矩数据采集应变片10外接于动态应变数据采集仪。采用这样的结构设置，当第一接触板1或第二接触板2接收到扭矩力经扭矩测试区3，扭矩测试区3的扭矩感应机构6产生应力集中并发生弹性变形，扭矩数据采集应变片10由此产生弹性应变，应变片组成电桥进行扭矩-电信号转化。

更具体而言，所述碰撞力测试区4采用中空设置，中空位置设有碰撞力测试机构5，碰撞力测试机构5包括碰撞力数据采集应变片9，碰撞力数据采集应变片9外接于动态应变数据采集仪。采用这样的结构设置，当第一接触板1或第二接触板2接受到碰撞力经碰撞力测试区4，碰撞力测试区4的碰撞力测试机构5收到轴向拉力，并在该处产生应力集中，碰撞力数据采集应变片9由此产生弹性应变，应变片组成电桥进行碰撞力-电信号转化。

更具体而言，所述第一接触板1通过螺栓二8固定于测试杆件一端，第二接触板2通过螺栓一7固定于测试杆件另一端。

本发明的工作原理：

在两船绑靠工况中，第一接触板1固定连接于船模一的一侧，第二接触板2固定连接于船模二的一侧，并承受船模二带来的碰撞力与扭矩，通过扭矩测试区3的扭矩感应机构6对扭矩进行数据采集测试，通过碰撞力测试区4的碰接力感应机构5对碰撞力进行数据采集测试；在两船非绑靠工况中，第一接触板1固定连接于船模一的一侧，第二接触板2与船模二分离并承受船模二带来的碰撞力，通过碰撞力测试区4的碰接力感应机构5对碰撞力进行数据采集测试；在船模绑靠码头工况中，第一接触板1固定连接于船模一侧，第二接触板2与码头岸壁固定连接并承受撞击码头岸壁带来的碰撞力和扭矩；在船模非绑靠码头工况中，第一接触板1固定连接于船模一侧，第二接触板2与码头岸壁分离并承受岸壁带来的碰撞力。通过第二接触板2的灵活固定方式可实现测试工装的多工况的通用型，并使得测试更加简单便，工装简单且更加高效。另外，本发明可根据船模大小合理设计工装大小，或通过多个相同工装拼接，这样设置可以使实验数据采集更加完整、准确。

本发明实验数据，根据HBM公司的多通道动态应变数据采集仪，同时采集碰撞力测试区4处的应变数据和扭矩测试区3处的应变数据，经过有限元计算，纯扭力工况发现扭矩数据采集区10的应变最大且明显，同时碰撞力数据采集区9处的应变低于均值，纯碰撞力工况发现碰撞力数据采集区9处的应变最大且明显，此时扭矩数据采集区10的应变低于均值，故该设计可满足同时采集扭矩与碰撞力的要求。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：包括第一接触板(1)、第二接触板(2)与圆柱体结构设置的测试杆件，所述第一接触板(1)与第二接触板(2)分别固定于测试杆件两端，所述第一接触板(1)对应连接于船模一，所述第二接触板(2)对应连接于船模二，所述测试杆件上设有扭矩测试区(3)与碰撞力测试区(4)。

2.根据权利要求1所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：所述扭矩测试区(3)采用镂空设置，镂空位置设有扭矩感应机构(6)。

3.根据权利要求2所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：所述扭矩感应机构(6)包括扭矩数据采集应变片(10)，所述扭矩数据采集应变片(10)外接于动态应变数据采集仪。

4.根据权利要求1所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：所述碰撞力测试区(4)采用中空设置，中空位置设有碰撞力测试机构(5)。

5.根据权利要求4所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：所述碰撞力测试机构(5)包括碰撞力数据采集应变片(9)，所述碰撞力数据采集应变片(9)外接于动态应变数据采集仪。

6.根据权利要求1所述一种简式碰撞力与扭矩测试工装，其特征在于：所述第一接触板(1)通过螺栓二(8)固定于测试杆件一端，所述第二接触板(2)通过螺栓一(7)固定于测试杆件另一端。