船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置。包括兩個水平平板和兩個垂直平板，每個水平平板與垂直平板通過三角形支撐板連接形成兩個直角“L”型架，每個垂直平板內(nèi)側(cè)中央設(shè)置邊界剛固板，邊界剛固板上設(shè)置用于試驗構(gòu)件固定的工裝，試驗梁模型的兩端分別固定于兩個直角“L”型架之間。本發(fā)明利用鋼板在水中沿板面法向運動產(chǎn)生巨大附加質(zhì)量的原理，通過結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加質(zhì)量來代替模型實際受到的邊界約束，可以得到剛性固定邊界的附加慣性力及力矩。本發(fā)明能很好的模擬模型兩端剛性固定的邊界條件。本發(fā)明還具有構(gòu)造簡單、便于加工和裝配，便于質(zhì)量控制的優(yōu)點。
【專利說明】船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗?zāi)M裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶板架的局部強度水下爆炸沖擊作用下動力響應(yīng)的研究近年來已成為船舶生命力方向研究的重點。其中最直觀，最精準(zhǔn)的研究方法莫過于模型試驗驗證?，F(xiàn)階段由于試驗設(shè)備難以滿足要求、模型相似率問題沒得到完全解決等原因，模型試驗不能完全模擬實際船舶受水下沖擊載荷的工況。實驗結(jié)果難以衡量實際船舶結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可以得到剛性固定邊界的附加慣性力及力矩，構(gòu)造簡單、便于加工和裝配，便于質(zhì)量控制的船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]包括兩個水平平板和兩個垂直平板，每個水平平板與垂直平板通過三角形支撐板連接形成兩個直角“L”型架，每個垂直平板內(nèi)側(cè)中央設(shè)置邊界剛固板，邊界剛固板上設(shè)置用于試驗構(gòu)件固定的工裝，試驗梁模型的兩端分別固定于兩個直角“L”型架之間。
[0006]本發(fā)明還可以包括:
[0007]1、所述水平平板為由上面板、下面板和復(fù)合圓柱組成，上面板與下面板通過復(fù)合圓柱支撐構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)板，上下面板與復(fù)合圓柱相交處為吸附柵格孔組成柵格狀。
[0008]2、柵格在上下面板對稱分布，上下面板的中間部位有一條非空心的條狀帶。
[0009]3、每個水平平板與垂直平板通過3個三角形支撐板連接，垂直平板與三角形支撐板連接處設(shè)有加強肘板。
[0010]本發(fā)明利用鋼板在水中沿板面法向運動產(chǎn)生巨大附加質(zhì)量的原理，通過結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加質(zhì)量來代替模型實際受到的邊界約束，可以得到剛性固定邊界的附加慣性力及力矩。
[0011]同時由于在復(fù)合結(jié)構(gòu)水平平板上設(shè)置垂向質(zhì)量吸附柵格的，即使板材運動，其產(chǎn)生的附加質(zhì)量也會很大，進一步加大整個結(jié)構(gòu)的運動阻尼，從而能大大削弱整個結(jié)構(gòu)彎曲、扭轉(zhuǎn)及垂向的運動，從而能很好的模擬模型兩端剛性固定的邊界條件。
[0012]此外，本發(fā)明還具有構(gòu)造簡單、便于加工和裝配，便于質(zhì)量控制的優(yōu)點。
[0013]本發(fā)明的設(shè)計原理及準(zhǔn)則為:
[0014]抗沖擊實驗剛性固定邊界條件模擬裝置機理是利用鋼板在水中沿板面法向運動產(chǎn)生巨大附加質(zhì)量的原理，通過結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加質(zhì)量來代替模型實際受到的邊界約束。實驗?zāi)Ｐ褪艿较路降谋_擊載荷時，計算時主要考慮模型的平面內(nèi)的彎曲運動和垂向的平移運動即可。此時只須計算出兩塊平板在各自法線方向的附加質(zhì)量，便可得出此裝置對模型動力響應(yīng)的影響。
[0015]在實驗機構(gòu)受到外部水下強沖擊載荷作用下，利用大面積板材在水中沿板面法線方向運動過程中會產(chǎn)生巨大阻力，同時由于垂向質(zhì)量吸附柵格和復(fù)合結(jié)構(gòu)水平板的存在，即使板材運動，其產(chǎn)生的附加質(zhì)量也會很大，進一步加大整個結(jié)構(gòu)的運動阻尼，從而能大大削弱整個結(jié)構(gòu)彎曲、扭轉(zhuǎn)及垂向的運動，從而能很好的模擬模型兩端剛性固定的邊界條件。
[0016]在設(shè)計實驗邊界條件模擬裝置時，總體原則如下:
[0017]I)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)足夠減緩實驗設(shè)備的運動,削弱結(jié)構(gòu)垂向運動；
[0018]2)結(jié)構(gòu)設(shè)計通過計算應(yīng)得到實驗構(gòu)件兩端的附加慣性力及力矩。
[0019]3)結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于減少實驗機構(gòu)的總質(zhì)量；
[0020]4)結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于模型加工與安裝的便捷；
[0021]基于以上實驗機構(gòu)設(shè)計原理及準(zhǔn)則，本發(fā)明裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計上進行創(chuàng)新:為了增大水平平板受沖擊載荷作用下產(chǎn)生的附加質(zhì)量，將其設(shè)計成復(fù)合夾層板形式，內(nèi)設(shè)圓柱柵格孔，用于增大整個結(jié)構(gòu)運動阻尼，從而能大大削弱整個結(jié)構(gòu)彎曲、扭轉(zhuǎn)及垂向的運動，很好的模擬模型兩端剛性固定的邊界條件；設(shè)置垂直平板以得到實驗構(gòu)件兩端附加慣性力矩。同時，在結(jié)構(gòu)的連接處設(shè)置中部及側(cè)部支撐板及加強肘板以滿足實驗裝置剛度要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的邊界條件模擬試驗裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2a是本發(fā)明的邊界條件模擬試驗裝置的個直角“L”型架的主視圖。
[0024]圖2b是圖2a的左視圖。
[0025]圖2c是圖2a的俯視圖。
[0026]圖3是復(fù)合結(jié)構(gòu)板的水平平面圖。
[0027]圖4是圖3的A部放大圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0029]結(jié)合圖1-圖4，本發(fā)明的船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置包括兩個水平平板2和兩個垂直平板3，每個水平平板與垂直平板通過三角形支撐板連接形成兩個直角“L”型架，每個垂直平板內(nèi)側(cè)中央設(shè)置邊界剛固板4，邊界剛固板上設(shè)置用于試驗構(gòu)件固定的工裝，試驗梁模型I的兩端分別固定于兩個直角“L”型架之間。
[0030]水平平板為由上面板9、下面板10和復(fù)合圓柱11組成，上面板與下面板通過復(fù)合圓柱支撐構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)板，上下面板與復(fù)合圓柱相交處為吸附柵格孔5組成柵格狀。柵格在上下面板對稱分布，上下面板的中間部位有一條非空心的條狀帶。每個水平平板與垂直平板通過3個三角形支撐板、即兩個側(cè)部三角形支撐板7和一個中間三角形支撐板6連接，垂直平板與三角形支撐板連接處設(shè)有加強肘板8。
[0031]本【具體實施方式】的特點如下:
[0032]1、試驗機構(gòu)邊界條件模擬裝置具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。試驗試件兩端各設(shè)置水平平板和垂直平板并呈直角“L”型；三個三角形支撐板連接水平及垂直平板；垂直平板與支撐板連接處設(shè)有加強肘板保證剛度。
[0033]2、水平平板設(shè)置成復(fù)合結(jié)構(gòu)板。復(fù)合結(jié)構(gòu)板具體形式如圖3、4所示。復(fù)合結(jié)構(gòu)板由上下面板和復(fù)合結(jié)構(gòu)組成。復(fù)合結(jié)構(gòu)為圓柱狀結(jié)構(gòu)，上下面板與復(fù)合結(jié)構(gòu)相交處設(shè)置為空心組成柵格狀。當(dāng)沖擊載荷作用于試驗裝置時，利用大面積板材在水中沿板面法線方向運動過程中會產(chǎn)生巨大阻力，同時由于垂向質(zhì)量吸附柵格的存在，即使板材運動，其產(chǎn)生的附加質(zhì)量也會很大，進一步加大整個結(jié)構(gòu)的運動阻尼?？拷虚g部位空出若干空間不設(shè)置柵格保證中間支撐板與水平平板相交處強度及剛度要求。
[0034]3、垂直平板為光滑鋼制平板，與三個支撐板與水平平板緊密連接。垂直平板內(nèi)側(cè)中央設(shè)置邊界剛固板用于固定試驗構(gòu)件。實際操作時，邊界剛固板上設(shè)置固定工裝將試驗構(gòu)件固定夾緊。
[0035]4、其它附屬連接結(jié)構(gòu)用于連接支撐主要構(gòu)件，保證其剛度。中間及側(cè)部支撐板連接水平平板與垂直平板，一方面將復(fù)合結(jié)構(gòu)水平平板上的載荷傳遞到垂直平板及邊界剛固板上；另一方面保證其承受沖擊載荷時牢固緊密地連接，不至于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致二者位置上不垂直導(dǎo)致的邊界條件無法正確模擬。設(shè)置加強肘板保證中間支撐板底部剛度要求。另外各個連接板都通過焊接方式連接。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置，其特征是:包括兩個水平平板和兩個垂直平板，每個水平平板與垂直平板通過三角形支撐板連接形成兩個直角“L”型架，每個垂直平板內(nèi)側(cè)中央設(shè)置邊界剛固板，邊界剛固板上設(shè)置用于試驗構(gòu)件固定的工裝，試驗梁模型的兩端分別固定于兩個直角“L”型架之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置，其特征是:所述水平平板為由上面板、下面板和復(fù)合圓柱組成，上面板與下面板通過復(fù)合圓柱支撐構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)板，上下面板與復(fù)合圓柱相交處為吸附柵格孔組成柵格狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置，其特征是:柵格在上下面板對稱分布，上下面板的中間部位有一條非空心的條狀帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的船舶結(jié)構(gòu)沖擊實驗邊界條件模擬裝置，其特征是:每個水平平板與垂直平板通過3個三角形支撐板連接，垂直平板與三角形支撐板連接處設(shè)有加強肘板。
【文檔編號】G01M7/08GK103674467SQ201310689799
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】郭君, 王喆, 孫登成, 王軍, 孫豐, 周姝 申請人:哈爾濱工程大學(xué)