SU1523622A1 - Установка дл исследований воздействи волн и льда на модели гидротехнических сооружений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к строительству гидротехнических сооружений и может быть использовано при проектировании морских буровых опор на акватори х замерзающих морей. Цель изобретени  - повышение достоверности исследований за счет синхронного измерени  вертикальной и горизонтальной составл ющих при одновременном определении направлени  горизонтальной составл ющей. На направл ющих 5 балки 4 портала установлена каретка 6 с корпусом 7, в котором на карданном шарнире 15 к щупу 14 вертикального датчика 13 подвешена опора 8 с моделью 26, размещенной в ледовом поле 27. В корпусе 7 в двух плоскост х вокруг модели 26 установлены горизонтальные датчики 18 и 21, щупы которых взаимодействуют с опорой 8 модели 26. При перемещении портала и каретки 6 горизонтально в двух взаимно перпендикул рных направлени х ледовое поле 27 оказывает силовое воздействие на модель 26 как в горизонтальном, так и в вертикальном направлени х. Датчики 13, 18 и 21 передают на регистрирующую аппаратуру сигналы, по которым суд т о степени и направлении воздействи  ледового пол  27 на модель 26 гидротехнического сооружени . 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

W и В-б

(Л

ел ю

00 О5 tsD

to

Фиг.}

составл ющей. На направл нщих 5 балки 4 портала установлена каретка 6 с корпусом 7, в котором на карданном шарнире 15 к щзшу 14 вертикального датчика 13 подвешена опора 8 с моделью 26, размещенной в ледовом поле 27. В корпусе 7 в двух плоскост х вокруг модели 26 установлены горизонтальные датчики 18 и 21, щупы кото- рых взаимодействуют с опорой 8 модели 26. При перемещении портала и каретки . 6 горизонтально в двух взаимно перпендикул рных направлени х ледовое поле 27 оказывает силовое воздействие на модель 26 как в горизонтальном, так и в вертикальном направлени х. Датчики 13, 18 и 21 передают на регистрирующую аппаратуру сигналы, по которым суд т о степени и направлении воздействи  ледового пол  27 на модель 26 гидротехнического сооружени . 3 з.Пр ф-лы, 8 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  воздействи  .волн и льда на модели гидротехни- ческих сооружений.

Цель изобретени  - повьшение достоверности исследований за счет синхронного измерени  вертикальной и горизонтальной составл ющих воз-

действий.

На фиг 1 изображена установка, вид спереди; на фиг 2 - вид А на фиг о 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - узел I на фиг. 3} на фкг, 6 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг 8 - разрез Е-Е на Фиг. 7.

Установка дл  исследований воздействи  льда на мс- ли гидротехнических сооружений содержит портал 1, установленный подвижно на горизон- . тальных направл ющих 2 основани  3. Портал 1 включает балку 4 с расположенными на ней горизонтальными на- правл юищми 5, перпендикул рными направл ющим 2о На направл ющих 5 установлена консольно каретка 6, несуща  корпус 7, в котором установлена вертикальна  опора 8. Корпус 7 смонтирован на каретке 6 посредством горизонтальной оси 9, параллельной направл ющим 5, и оснащен фиксатором рабочего положени  относительно каретки 6. Фиксатор содержит шпонку 10 закрепленную на каретке 6 и размещенную в пазу 11 корпуса 7, и резьбовое соединение 12. На корпусе 7 ус

тановлен вертикально силоизмеритель- ный тензорезисторный датчик 13 сжати  - раст жени , щуп 14 которого направлен вниз. К концу щупа 14 под0

5

Q 5

д з

5

вешена при помощи карданного шарнира 15 вертикальна  опора 8, верхн   часть которой размещена в отверстии 16 с радиальным зазором В корпусе 7 в двух горизонтальных плоскост х на базовом рассто нии L друг от друга смонтированы две группы датчиков, в каждой Из которых размещено по крайней мере три датчика: 17-19 - в верхнем сечении и 20-22 - в нижнем сечении . Датчики 17и20, 18 и 21 и т.д. размещены попарно в одной вертикальной плоскости, причем два из них в каждой плоскости размещены предпочтительно в плоскост х, параллельных направл ющим 2 или 5. Щупы 23 к.аждого из датчиков 17-22 обращены к опоре 8 и размещены вокруг нее. В исходном положении щупы 23 всех датчиков 17-22 наход тс  в контакте с опорой 8 непосредственно или через толкатели 24 (фиг. 8), вьтол- ненные из антифрикционного материала, или с злементами 25 качени .

Модель 26 может быть вьтолнена с возможностью отсоединени  от опоры 8 дл  оперативной смены моделей 26 различных форм и типоразмеров, при этом плоскость разъема размещаетс  вне корпуса 7. Модель 26 размещаетс  в ледовом массиве 27,

Установка оснащена приводом 28 i(гидропривод) перемещени  портала 1, установленным на основании 3, и приводом 29 перемещени  каретки 6, установленным на портале 1 и выполненным, например, в виде винтового механизма (фиг. 1, 2).

В качестве основани  3 при испытании в натурных у слови х может быть использован массив льда в зоне испытываемого участка либо участок берега . Регистрирующа  аппаратура дл  записи показаний датчиков не показана.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении модель 26 опущена в ледовое поле 27. В зависимости от условий испытаний перемещение испытьшаемой модели 8 осуществл ют одновременной или раздельной работой приводов 28 и 29, что обусловливает пр молинейную или криволинейную траекторию перемещени  модели 26.

Так как физические харасктеристики массива льда непосто нны, то усилие разрушени  льда моделью 26 в процесс ее перемещени  непосто нно как по величине, так и по направлению. Реакции от усили  разрушени  льда непрерывно замер ют вертикальным датчиком 13 сжати -раст жени  и горизонтальными датчиками 17-19 и 20-22 и фиксируютс  регистрирующей аппаратурой, что позвол ет определить дл  конкретного участка ледового пол  27 в каждый конкретный момент времени величину , направление и место приложени  к модели 26, равнодействующей от усили  разрушени  льда. В зависимости о направлени  (в плане) горизонтальной составл ющей S. в каждой из групп датчиков 17-22 включаютс  в работу, как правило, два датчика, векторна  показаний которых определ ет полную величину реакций в каждой плоскости опоры 8, т.е.

N И

N + М + М.

Величина горизонтальной составл ющей Sj. определ етс  по формуле S М - N.

Координата точки приложени  S вдоль оси опоры 8 определ етс  из соотношени 

, NL

1-Направление действи  составл ющей ; § 1- определ етс  по формуле

, N М 1 о( arctg jjjT arctg --.

Вертикальна  составл кица  Sg рав нодействук цей от воздействи  льда измер етс  датчиком 13, фиксирующим величину и направление S g. При зтом усилие Sg передаетс  через опору 8, шарнир 15 на щуп 14 датчика 13. Из0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мерение датчика 13 обладает некото- , рой погрешностью, обусловленной наличием трени  между щупами 23 и опорой 8, наход щейс  под действием горизонтальной составл ющей. Величина вертикальной составл ющей S определ етс  следующим образом:

Sj F + (N + N + М + М )ju ,

где F - показани  датчика 13;

- коэффициент трени  в паре

модель 8 - щупы 23. Величина равнодействующей воздействи  льда на модель 26 определ етс  из уравнени  § Sg + S.

Claims (4)

1.Установка дл  исследований воздействи  волн и льда на модели гидротехнических сооружений, включающа  вертикальную опору с исследуемой моделью в нижней части и измерительные горизонтальные датчики, расположенные в двух горизонтальных плоскост х и взаимодействующие с верхней частью опоры, отличающа с  тем, что, с целью повышени  достоверности исследований за счет синхронного измерени  вертикальней и горизонтальной составл кицих воздействи , она снабжена корпусом с вертикальньм сквозньм отверстием, в KOTopcw размещена верхн   часть опоры, и вертикальньм сило- измерительным датчиком сжати -раст жени , установленным на корпусе, а горизонтальные датчики вьшолнены в виде сипоизмерительных датчиков сжати , установлены внутри корпуса и сгруппированы не менее трех в каждой горизонтальной плоскости вокруг опоры , причем опора верхней частью посредством карданного mapHsipa подве- шеиа к вертикальному датчику.

2.Установка по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  эксплуатации, модель выполнена с возможностью отсоединени  от опоры.

3.Установка по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что она снабжена порталом с горизонтальными направл ющими, подвижной кареткой, смонтированной на направл йопцлс портала , и дополнительными горизонталь- направл ющими, на которых поперек своими направл ющими установлен портал, причем корпус смонтирован на каретке.

71523622

4. Установка по п. 3, отличаю щ а   с   тем, iTo, с целью упрощени  эксплуатации, корпус смон&Lfd

8

тирован на каретке посредством го-- ризонтального шарнира и снабжен фиксатором рабочего положени .

0U8.f

37

Фиг. 2

1523622

В-8

11

Ю

Фм.Ч

Г

7

Н. Гунько

Фиг.

Составитель А. Сергеев Техред Л.Олийнык

8

7

2

Корректор И, Муска