CN113932916A - 一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置及方法，包括环氧树脂底座、传感器金属底座和预紧螺栓，环氧树脂底座外套于传感器金属底座，传感器金属底座为开有中心螺孔的圆柱体，其外周面上设有卡接凸圈，环氧树脂底座中心设有内径上大下小的卡接通孔，卡接通孔与传感器金属底座相匹配，预紧螺栓与中心螺孔相匹配螺接，本发明可高效完成船舶舷外复合材料结构航行振动噪声测量传感器的安装固定，满足船舶航行结构噪声测量要求，为船舶振动噪声测试和声学质量评估提供重要支撑。
Description
技术领域
本发明属于船舶声隐身的技术领域，尤其涉及一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置及方法。
背景技术
复合材料由于其轻质、高刚度、高阻尼、耐腐蚀等优良的结构特性在船舶等结构设计建造中得到广泛应用，如复合材料围壳、上建等结构等。为掌握船舶航行试验舷外复合材料结构的振动噪声特性，需在舷外复合材料结构上安装振动噪声传感器，测量航行状态复合材料板壳结构振动噪声特性。
船舶舷外复合材料结构振动噪声测量传感器安装固定是工程难题。首先，船舶舷外复合材料结构通常为非金属，振动噪声测量传感器的金属安装底座无法采用传统钢制结构的焊接方法安装固定；其次，振动噪声测量传感器安装在空气中进行，航行试验振动噪声测试处于水下环境，传感器安装底座在空气和水下两种介质状态与复合材料壳板结构的粘接强度要求均较高，需应用高强度粘胶剂；再次，为了避免振动噪声测量传感器影响航行试验状态艇体外流场，振动噪声传感器需安装于舷外复合材料结构靠近船体结构内侧，以舷外复合材料上建结构为例，传感器需安装于舷间内侧，安装过程需克服重力影响，而常用的高强度胶水固化速度慢，固化时间长达24h，同时还需要提供额定的预紧压力，安装难度大，效率低；最后，船舶舷外复合材料结构尺寸大，振动噪声测量传感器数量多，而传感器布置安装时间周期紧张，传感器安装效率需进一步优化提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置及方法，通过设计船舶舷外复合材料结构航行振动噪声传感器固定安装的辅助装置，结合多种固化速度和粘接强度的粘胶剂组合使用，可以高效完成船舶舷外复合材料结构振动噪声测试传感器牢固安装。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，其特征在于，包括环氧树脂底座、传感器金属底座和预紧螺栓，所述环氧树脂底座外套于所述传感器金属底座，传感器金属底座为开有中心螺孔的圆柱体，其外周面上设有卡接凸圈，所述环氧树脂底座中心设有内径上大下小的卡接通孔，所述卡接通孔与传感器金属底座相匹配，所述预紧螺栓与所述中心螺孔相匹配螺接。
按上述方案，还包括钢垫片，所述钢垫片中心设有通孔，与所述环氧树脂底座及传感器金属底座的顶面通过瞬干胶粘接。
按上述方案，所述传感器金属底座与所述环氧树脂底座的高度相同，通过环氧胶粘接。
按上述方案，所述卡接凸圈顶面与传感器金属底座顶面设有间距，卡接凸圈两侧对称设有开口。
一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)根据振动测点数量和传感器尺寸接口，加工安装装置的工装；
S2)根据船舶舷外复合材料结构航行预制振动噪声测点布置图，对舷外复合材料结构壳板传感器安装部位采用丙酮清洗干净；
S3)将传感器金属底座底面通过瞬干胶与复合材料壳板进行临时粘接；
S4)在环氧树脂底座的卡接通孔孔壁和安装底面均匀涂覆环氧胶后与金属底座同轴安装；
S5)在环氧树脂底座的底面和传感器金属底座的底面均匀涂覆瞬干胶，将钢垫片与传感器金属安装底座及环氧树脂底座同轴粘贴安装；
S6)预紧螺栓安装在传感器金属底座的中心螺孔上，用力矩扳手拧紧，使预紧力满足环氧胶的安装预压力要求；
S7)根据环氧胶的固化时间要求，静置待其完全固化后，拆除预紧螺栓；
S8)将振动噪声测量传感器的安装面和安装螺纹上涂覆螺纹锁固胶后与传感器金属底座拧紧固定，完成安装。
本发明的有益效果是：提供一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置及方法，针对高强度粘胶剂固化速度慢，需要额定预紧力，安装难度大的问题，设计的辅助工装，结合多种固化速度和粘接强度的胶水组合使用，可高效完成船舶舷外复合材料结构航行振动噪声测量传感器的安装固定，安装简单、高效、牢固，易于工程操作与实践，该方法可广泛应用船舶舷外复合材料结构航行振动噪声测量传感器的安装固定；可以满足船舶舷外复合材料结构航行振动噪声测试要求，掌握船舶振动噪声特性，为船舶声学质量评估提供重要试验支撑；可以指导船舶航行试验舷外复合材料结构振动噪声测点布置、安装以及相关试验方案的制定。
附图说明
图1为本发明一个实施例的传感器金属底座的俯视图。
图2为本发明一个实施例的传感器金属底座的剖视图。
图3为本发明一个实施例的环氧树脂底座的俯视图。
图4为本发明一个实施例的环氧树脂底座的剖视图。
图5为本发明一个实施例的预紧螺栓的安装图。
图6为本发明一个实施例的振动传感器的安装图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1-图4所示，一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，包括环氧树脂底座1、传感器金属底座2和预紧螺栓3，环氧树脂底座外套于传感器金属底座，传感器金属底座为开有中心螺孔4的圆柱体，其外周面上设有卡接凸圈5，环氧树脂底座中心设有内径上大下小的卡接通孔6，卡接通孔与传感器金属底座相匹配，预紧螺栓与中心螺孔相匹配螺接。
还包括钢垫片7，钢垫片中心设有通孔，与环氧树脂底座及传感器金属底座的顶面通过瞬干胶粘接。
传感器金属底座与环氧树脂底座的高度相同，通过环氧胶粘接。
卡接凸圈顶面与传感器金属底座顶面设有间距，卡接凸圈两侧对称设有开口8，便于在传感器金属底座与环氧树脂底座之间留有足够空间，以便填充足够的环氧胶，使得两者的粘接强度符合要求。
如图5、图6所示，采用上述安装装置进行振动传感器安装的流程，包括如下步骤：
S1)根据振动测点数量和传感器尺寸接口，加工安装装置的工装；
S2)根据船舶舷外复合材料结构航行预制振动噪声测点布置图，对舷外复合材料结构壳板传感器安装部位采用丙酮清洗干净；
S3)将传感器金属底座底面通过瞬干胶与复合材料壳板9进行临时粘接；
S4)在环氧树脂底座的卡接通孔孔壁和安装底面均匀涂覆环氧胶后与金属底座同轴安装；
S5)在环氧树脂底座的底面和传感器金属底座的底面均匀涂覆瞬干胶，将钢垫片与传感器金属安装底座及环氧树脂底座同轴粘贴安装；
S6)预紧螺栓安装在传感器金属底座的中心螺孔上，用力矩扳手拧紧，使预紧力满足环氧胶的安装预压力要求；
S7)根据环氧胶的固化时间要求，静置待其完全固化后，拆除预紧螺栓；
S8)将振动噪声测量传感器10的安装面和安装螺纹上涂覆螺纹锁固胶后与传感器金属底座拧紧固定，完成安装。
Claims (5)
1.一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，其特征在于，包括环氧树脂底座、传感器金属底座和预紧螺栓，所述环氧树脂底座外套于所述传感器金属底座，传感器金属底座为开有中心螺孔的圆柱体，其外周面上设有卡接凸圈，所述环氧树脂底座中心设有内径上大下小的卡接通孔，所述卡接通孔与传感器金属底座相匹配，所述预紧螺栓与所述中心螺孔相匹配螺接。
2.根据权利要求1所述的一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，其特征在于，还包括钢垫片，所述钢垫片中心设有通孔，与所述环氧树脂底座及传感器金属底座的顶面通过瞬干胶粘接。
3.根据权利要求2所述的一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，其特征在于，所述传感器金属底座与所述环氧树脂底座的高度相同，通过环氧胶粘接。
4.根据权利要求3所述的一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置，其特征在于，所述卡接凸圈顶面与传感器金属底座顶面设有间距，卡接凸圈两侧对称设有开口。
5.采用上述所述的一种船舶舷外复合材料结构振动传感器安装装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)根据振动测点数量和传感器尺寸接口，加工安装装置的工装；
S2)根据船舶舷外复合材料结构航行预制振动噪声测点布置图，对舷外复合材料结构壳板传感器安装部位采用丙酮清洗干净；
S3)将传感器金属底座底面通过瞬干胶与复合材料壳板进行临时粘接；
S4)在环氧树脂底座的卡接通孔孔壁和安装底面均匀涂覆环氧胶后与金属底座同轴安装；
S5)在环氧树脂底座的底面和传感器金属底座的底面均匀涂覆瞬干胶，将钢垫片与传感器金属安装底座及环氧树脂底座同轴粘贴安装；
S6)预紧螺栓安装在传感器金属底座的中心螺孔上，用力矩扳手拧紧，使预紧力满足环氧胶的安装预压力要求；
S7)根据环氧胶的固化时间要求，静置待其完全固化后，拆除预紧螺栓；
S8)将振动噪声测量传感器的安装面和安装螺纹上涂覆螺纹锁固胶后与传感器金属底座拧紧固定，完成安装。
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