CN110887630A - 分段式舰载设备抗冲击考核试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，包括防水帷幕、方形平台主体、吊耳、矩形加强筋、设备安装平台、分段式U形底、刚度可调的双孔铰、压载水舱、隔水板、带孔侧翼和工字形梁。分段式舰载设备抗冲击考核试验平台采用刚度可调的双孔铰连接三个独立的分段式U形底浮动冲击试验平台，可以为更大的设备提供试验平台，并可以通过调节铰接处的刚度来满足本平台在不同使用环境下的刚度需求，位于平台下方的分段式U形底结构加强了横向冲击载荷，使试验设备所受的载荷更符合实际情况；压载水舱的中心轴与平台的中心轴重合，极大提高了平台自身的稳定性能。本发明的各个部位及连接件制作简单，安装方便，建设周期短，成本低廉。

Description

分段式舰载设备抗冲击考核试验平台

技术领域

本发明涉及一种水面浮动冲击平台，属于舰船领域，具体来说涉及一种分段式舰载设备抗冲击考核试验平台。

背景技术

舰载设备，作为舰艇平台的重要组成部分，其抗爆抗冲击性能直接决定了战时舰艇的作战使用和生存能力。随着现代科学技术的快速发展，兵器的爆炸威力得到进一步提高，舰载设备也越来越精密，其抗冲击能力越来越受考验。因此，为了保证舰艇的安全性和可靠性，使其在受到大载荷冲击作用下依然能够在安全的环境下工作，需要对舰载设备进行抗冲性能的考核，从而大大降低舰载设备遭遇水下爆炸冲击而损坏的风险。

美国作为世界海军强国，为提高舰艇的抗冲击能力，进行了全面的抗冲击试验研究，建立了完善的抗冲击试验设施及装备。目前，对于体积较小的舰载设备可在冲击机上进行冲击试验，而对于大中型的舰载设备，由于尺寸和重量较大，则需要在浮动冲击平台上对其进行考核。浮动冲击平台作为考核大中型舰载设备抗冲击能力的重要工具，美国拥有可靠的大中型设备考核标准以及相应的浮动冲击平台，包括MIL-S-901D中的标准和大型浮动冲击平台，美国国家技术系统(National Technical Systems,NTS)的加长型的浮动冲击平台，以及HI-TEST实验室的一系列浮动冲击平台等，使其可以根据设备的质量选择合适的浮动冲击平台进行试验。但是，我国对大中型舰载设备抗冲击考核研究十分落后，目前还缺少必要的试验条件和设施，仅在中国船舶科学研究中心和葫芦岛海军试验基地有一艘小型浮动冲击平台。

然而，无论是国内还是国外，以上平台全都是采用平底驳船式的冲击平台。此类平台产生的横向和纵向的冲击强度相差很大，纵向的冲击强度要比横向的强度大得多。

发明内容

本发明在现有的几种水面冲击平台的基础上进行改进，采用分段式平台，利用刚度可调的双孔铰连接U形底的方式，不仅增加了平台的尺寸，还通过U形底提高了横向冲击强度，更能够利用铰接处刚度可调的特性较好地适应平台不同的工作环境对刚度的需求，特别是能够反映船体的总纵响应对舰载设备的影响。除此之外，本发明平台自身的稳定性大大提高，操作的方便程度也大大提高。总之，本发明在一定程度上解决了传统平台存在的问题。

本发明的目的在于为了更好地反映受到爆炸冲击载荷时舰船总纵响应对舰载设备的影响，提出了一种由刚度可调的双孔铰连接分段式U形底结构组成的浮动冲击平台，本平台能够利用此双孔铰刚度可调的特性，满足本平台在不同工作环境下的刚度和强度要求，通过恰当的刚度调节更好地反映出舰船的总纵响应对舰载设备的影响。除此之外，本发明通过U形底结构综合考虑了水面舰船受到爆炸载荷冲击作用下的横向和纵向的冲击响应问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，包括防水帷幕、方形平台主体、吊耳、矩形加强筋、设备安装平台、分段式U形底、刚度可调的双孔铰、压载水舱、隔水板、带孔侧翼和工字形梁；

4个所述吊耳均布在方形平台主体的周围，用于吊装试验平台或试验时与锚链接以稳定试验平台；所述矩形加强筋均匀布置在方形平台主体的内侧，横纵向加强筋均布，能够提高平台的刚度和强度，减小平台主体的塑性或弹性变形，因此可以达到在水面上更好的反映舰载设备在水下受到冲击过程中的响应问题；设备安装平台置于方形平台主体内部的下方，为所需要安装的检测仪器等提供支撑作用，为整个试验平台的共组平面；所述方形平台主体位于防水帷幕的下方，方形平台主体上设置有设备安装平台、放置试验设备并安装有测量设备，对内部的检测设备等提供防护作用；所述测量设备采用传统的布置方案布置在设备安装平台上，通过线缆与岸边的主机连接，主机对数据进行处理分析，并根据经验公式得出在爆炸冲击载荷下船体的总纵响应对舰载设备的影响值；所述刚度可调的双孔铰设置在分段式U形底连接处两端，每端分别布置1个，总计4个双孔铰，刚度可调的双孔铰可以通过调节自身刚度来满足试验平台在不同使用环境下的刚度需求，特别是能够真实有效地反映水下爆炸冲击载荷对船体总纵强度的影响，进而可以研究船体总纵响应对舰载设备的影响；分段式U形底通过刚度可调的双孔铰连接，被刚度可调的双孔铰连接的分段式U形底位于方形平台主体的下方，每个分段式U形底内部形成压载水舱；向压载水舱中注水后可以调整吃水线位置，压载水舱用于增加试验平台整体的重量，调整试验平台的吃水线的位置在计算机模拟的恰当位置处，本发明采用单个压载水舱，而不是采用两个水舱对称布置，其优点在于无需考虑在增加压载的过程中带来的不平衡载荷，而是只需将水直接注入压载水舱中即可，这样无需特别的调整，试验平台的自身也会构成自平衡，同时，压载水舱布置在试验平台的最下面，这样试验平台的整体重心也会降低，进一步提高试验平台的稳定性。

所述分段式U形底具有3段，使考核试验平台的底部横截面形成3排分段式U形壳结构，分段式U形底由于其自身的特性，可以在受到冲击载荷时极大提高横向的冲击载荷，这样可以有效的解决传统冲击平台纵向冲击载荷远大于横向冲击载荷的问题，横向的冲击载荷得到加强使试验平台的横向和纵向载荷强度近似相等，能够保证试验平台同时对横向和纵向两个方向的冲击环境进行研究，更接近真实的模拟水面舰船受到爆炸冲击的真实情况。

3段所述分段式U形底通过4个所述刚度可调的双孔铰两两横向并排连接。

所述刚度可调的双孔铰根据试验平台在不同的使用环境下调整不同的刚度，由螺栓孔、圆孔和摩擦片组成；

高强度螺栓与所述螺栓孔相连接、并垫有摩擦片，通过高强度螺栓的松紧程度来控制铰接处的摩擦力大小，进而控制刚度；根据需要在所述圆孔处插入刚度不同的物体，并用抗剪材料包裹，以减小其发生剪切破坏的可能性；

所述螺栓孔与所述圆孔协同工作，共同调节刚度。

所述压载水舱内部由隔水板分割成若干部分，隔水板既提高了分段式U形底的刚度和强度，又能够使压载水舱内部流体更加稳定，极大降低了内部水对测量设备测量数据的影响。

所述设备安装平台和压载水舱之间设置有工字形梁的加强结构，可提高试验平台的刚度和强度，同时又可以减轻试验平台的重量。

所述方形平台主体的两侧分别设置有3个带孔侧翼，所述方形平台主体和分段式U形底之间通过带孔侧翼相连接，带孔侧翼与方形平台主体采用焊接，在下部通过圆孔与分段式U形底铰接，这样不仅提高了试验平台的整体强度，还能够配合刚度可调的双孔铰实现刚度可调。

所述防水帷幕分为上下两部分，可拆卸的安装在方形平台主体的上方、平铺于设备安装平台的上方，用于防止试验时水花溅入平台内部，损坏测量设备。

所述测量设备为传感器。

所述带孔侧翼为矩形钢材，带孔侧翼能够连接方形平台主体和各个分段式U形底，带孔侧翼提高了整个试验平台的强度，增加了横向引爆面的面积，提高了横向冲击响度，达到与分段式U形底协同工作的目的。

分段式舰载设备抗冲击考核试验平台能够为水下爆炸时船体的总纵响应对舰载设备的影响进行计算，以开展舰载设备抗爆抗冲击响应性能的研究。

本发明的有益效果在于：

本发明所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台采用刚度可调的双孔铰连接三个独立的分段式U形底浮动冲击试验平台，可以为更大的设备提供试验平台，在一定程度上改善了当前我国浮动冲击试验平台尺寸的局限性；同时刚度可调的双孔铰较刚性连接和普通铰接而言，可以通过调节铰接处的刚度来满足本平台在不同使用环境下的刚度需求，特别是能够较真实地反映爆炸冲击载荷下船体总纵响应对舰载设备的影响；除此之外，位于平台下方的分段式U形底结构，改善了传统平底驳船式浮动冲击平台横向载荷过小的问题，使试验设备所受的载荷更符合实际情况；除此之外，压载水舱位于平台的最低位置，中心轴与平台的中心轴重合，因此在注水后无需设置额外的平衡仓进行平衡，极大提高了平台自身的稳定性能。本发明仅是传统浮动冲击平台的进一步改进，各个部位及连接件制作简单，安装方便，建设周期短，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的整体结构轴测示意图(已隐藏防水帷幕)；

图2为本发明的主视图(已隐藏防水帷幕)；

图3为本发明中图2的A-A方向的结构示意图；

图4为本发明的侧视图(有防水帷幕)；

图5为本发明中图4的B-B方向的结构示意图；

图6为本发明中刚度可调的双孔铰的结构示意图；

其中，1-防水帷幕；2-方形平台主体；3-吊耳；4-矩形加强筋；5-设备安装平台；6-分段式U形底；7-刚度可调的双孔铰；8-压载水舱；9-隔水板；10-带孔侧翼；11-工字形梁。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：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，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-5所示，分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，包括防水帷幕1、方形平台主体2、吊耳3、矩形加强筋4、设备安装平台5、分段式U形底6、刚度可调的双孔铰7、压载水舱8、隔水板9、带孔侧翼10和工字形梁11；

所述防水帷幕1分为上下两部分，可拆卸的安装在方形平台主体2的上方、平铺于设备安装平台5的上方；方形平台主体2位于防水帷幕1的下方；所述吊耳3均布在方形平台主体2的周围，所述矩形加强筋4均匀布置在方形平台主体2的内侧，所述方形平台主体2上设置有设备安装平台5并安装有测量设备，所述刚度可调的双孔铰7设置在分段式U形底6连接处两端，所述分段式U形底6通过刚度可调的双孔铰7连接，被刚度可调的双孔铰7连接的分段式U形底6位于方形平台主体2的下方，每个分段式U形底6内部形成压载水舱8。

所述分段式U形底6具有3段，使考核试验平台的底部横截面形成3排分段式U形壳结构。

3段所述分段式U形底6通过4个所述刚度可调的双孔铰7两两横向并排连接。

所述压载水舱8内部由隔水板9分割成若干部分。

所述设备安装平台5和压载水舱8之间设置有工字形梁。

所述方形平台主体2的两侧分别设置有3个带孔侧翼10，所述方形平台主体2和分段式U形底6之间通过带孔侧翼10相连接。

所述防水帷幕1可拆卸的安装在方形平台主体2的上方、平铺于设备安装平台5的上方。

所述测量设备为传感器。

所述带孔侧翼10为矩形钢材。

如图6所示，刚度可调的双孔铰7由螺栓孔7-1、圆孔7-2和摩擦片7-3组成，刚度可调的双孔铰7可以根据试验平台在不同的使用环境下调整不同的刚度，其刚度调节主要通过以下方式实现：铰接处开两个圆孔7-1和7-2，两孔位置适中，螺栓孔7-1处采用高强度螺栓连接，并垫有较厚的摩擦片7-3，通过螺栓的松紧程度来控制铰接处的摩擦力大小，进而达到控制刚度的目的，除此之外，根据需要在所述圆孔7-2处插入刚度不同的物体，并用抗剪材料包裹，尽量减小其发生剪切破坏的可能性，两孔协同工作，共同达到调节刚度的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

包括防水帷幕(1)、方形平台主体(2)、吊耳(3)、矩形加强筋(4)、设备安装平台(5)、分段式U形底(6)、刚度可调的双孔铰(7)、压载水舱(8)、隔水板(9)、带孔侧翼(10)和工字形梁(11)；

所述吊耳(3)均布在方形平台主体(2)的周围，所述矩形加强筋(4)均匀布置在方形平台主体(2)的内侧，所述方形平台主体(2)上设置有设备安装平台(5)并安装有测量设备，所述刚度可调的双孔铰(7)设置在分段式U形底(6)连接处两端，所述分段式U形底(6)通过刚度可调的双孔铰(7)连接，被刚度可调的双孔铰(7)连接的分段式U形底(6)位于方形平台主体(2)的下方，每个分段式U形底(6)内部形成压载水舱(8)。

2.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述分段式U形底(6)具有3段，使试验平台的底部横截面形成3排分段式U形壳结构。

3.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

3段所述分段式U形底(6)通过4个所述刚度可调的双孔铰(7)两两横向并排连接。

4.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述刚度可调的双孔铰(7)根据试验平台在不同的使用环境下调整不同的刚度，由螺栓孔(7-1)、圆孔(7-2)和摩擦片(7-3)组成；

高强度螺栓与所述螺栓孔(7-1)相连接、并垫有摩擦片(7-3)，通过高强度螺栓的松紧程度来控制铰接处的摩擦力大小，进而控制刚度；根据需要在所述圆孔(7-2)处插入刚度不同的物体，并用抗剪材料包裹，以减小其发生剪切破坏的可能性；

所述螺栓孔(7-1)与所述圆孔(7-2)协同工作，共同调节刚度。

5.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述压载水舱(8)内部由隔水板(9)分割成若干部分。

6.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述设备安装平台(5)和压载水舱(8)之间设置有工字形梁(11)。

7.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述方形平台主体(2)的两侧分别设置有3个带孔侧翼(10)，所述方形平台主体(2)和分段式U形底(6)之间通过带孔侧翼(10)相连接。

8.根据权利要求7所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述带孔侧翼(10)为矩形钢材。

9.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述防水帷幕(1)可拆卸的安装在方形平台主体(2)的上方、平铺于设备安装平台(5)的上方。

10.根据权利要求1所述的分段式舰载设备抗冲击考核试验平台，其特征在于：

所述测量设备为传感器。

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