[实用新型]储液容器受力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及液体运输领域，尤其是储液容器受力测量装置及方法。

背景技术

石油、化工与食品等领域需要进行液体运输，在运输过程中，液体在船舶、火车与汽车等交通工具的储液容器中会发生摇晃与震荡，对容器内壁产生撞击，这种内载荷不仅会对焊缝、角隅等局部薄弱结构处产生破坏，导致泄露等安全事故发生；而且对整个运输工具也会有明显的作用力，尤其是运输液体的船舶，设计时不仅需要关注波浪等外载荷，也需要考虑动态的内载荷。目前对于这方面的研究很少，有一种测试方法是在液舱内侧壁设置应变片，但是这种方法准备时间长，测试效果差，且不能全面准确的反映出储液容器实际动态承受内载荷的情况。

实用新型内容

本申请人针对上述现有储液容器受力测量中不能准确反映受力情况等缺点，提供一种储液容器受力测量装置，从而可以测量装载液体在运输过程中对储液容器的动态作用力。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种储液容器受力测量装置，在储液容器的两外侧成对对称设置有四分力天平，所述四分力天平由单向和双向剪切梁支架与鼠笼式支架两部分构成，在支架上设置应变片；四分力天平的一侧通过安装基座与运输工具的支架相连接，四分力天平的另一侧通过转接板安装在储液容器的外侧中心线位置。其进一步特征在于：

储液容器受力测量装置的转接板为直板结构。

储液容器受力测量装置的转接板为弯曲板结构。

本实用新型通过固定于基座之间的四分力天平测量储液容器在纵向力、横向力、垂向力和绕纵向轴的转动力矩，通过力(矩)的转换，还可以得到储液容器绕横向轴的和绕垂向轴的转动力矩，可用于测量装载液体的运输工具中晃荡液体对储液容器的动态作用力，形成全面、精确可信的内载荷图表与数据供结构设计分析人员参考，以在设计前期有效的改善结构模型，避免实际运输中出现的结构弱点与安全风险。

附图说明

图1为本实用新型的储液容器受力测量装置的工作结构图；

图2为图1的俯视图；

图3为四分力天平的主视图，局部剖视；

图4为四分力天平的立体图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

图1、图2所示为本实用新型的测量装置安装结构图，本实用新型所述的储液容器受力测量装置为在四分力天平2的剪切梁支架一侧通过安装基座1与运输工具的支架相连接，在四分力天平2的鼠笼式支架一侧通过转接板3安装在储液容器6的外侧的中心线位置；本实用新型所述的测量装置需要成对左右对称设置于储液容器6的两侧，当然剪切梁支架一侧也可以安装在储液容器的外侧，鼠笼式支架与运输工具的支架安装。

四分力天平的结构如图3、图4所示，由单向和双向剪切梁支架8与鼠笼式支架9两部分构成，支架材料可以采用钢或铝合金材料，在支架上开设跑道形孔，在孔中设置应变片15，并采用密封胶固定，以满足密闭、防水和绝缘的要求，应变片15的导线通过内部连通孔14导出至外部测试设备上。本实用新型的四分力天平结构使应变片在储液容器作用下只对各自欲测量分量的载荷敏感，如图4所示，孔10处的应变片测试Z轴轴向受力F_Z，由于Z轴受力很大，因此设置两个应变片；孔11处的应变片测试X轴轴向受力F_X，孔12处的应变片测试Y轴轴向受力F_Y，孔13处的应变片测试绕X轴方向的转动力矩M_X。测试时应变片在各自的载荷作用下产生相对明显的变形，而对其它分量的载荷不敏感，不产生或产生尽量小的变形，实现了结构上对力与力矩的机械分解或部分分解；同时再通过应变片的粘贴位置与全桥测量电路的设置，使其它分量的载荷所产生的应变不改变电桥的平衡状态，实现了力与力矩的电气分解。

采用本实用新型所述的储液容器受力测量装置进行的测试方法如下：

第一步：在交通工具或模型上安装上述测量装置，并进行系数标定与调零；

第二步：测试并采集储液容器的三个方向的轴向受力F_x1、F_x2、F_y1、F_y2、F_z1、F_z2与绕x方向转动力矩M_x1和M_x2；如图1所示，x轴方向指向运输工具前部，y轴方向指向运输工具的左侧，z轴方向竖直向上；其下标1与2分别代表两个四分力天平代号；参考图1，根据液面5与储液容器6的几何尺寸与重量，理论计算出重心4的位置，计算出重心4与四分力天平2安装中心线的高度差H；同时获得储液容器的长度L值。