[发明专利]一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统

说明书

本发明涉及冲击测试技术领域，公开了一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统，其包括支撑框架子系统、电磁漂浮物模拟撞击器子系统、试验数据采集子系统，支撑框架子系统包括T型底座、主支撑和侧向支撑；电磁漂浮物模拟撞击器子系统包括试件支撑装置、电磁撞击锤加速管道、电动提升机、电磁吊钩；试验数据采集子系统包括无线压电陶瓷传感器和激光位移计。本发明解决了现有试验系统无法精确模拟海洋漂浮物撞击的问题，能在保证试验准确性的前提下，对海洋工程结构的构件进行漂浮物模拟撞击试验，对试验数据进行比较全面的采集，且该试验系统制造成本低，试验难度低，为进行海洋漂浮物撞击模拟试验提供了一套良好的解决方案。

技术领域

本发明涉及冲击测试技术领域，具体而言，涉及一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统。

背景技术

海洋环境极其复杂，海洋构筑物受到海水腐蚀、海水冲蚀等多种条件的威胁，沿海构筑物受到海啸等海洋灾害的威胁。海洋构筑物及沿海构筑物在海水的冲击作用下产生破坏，海水中的漂浮物对其破坏产生至关重要的影响。漂浮物在海水快速冲击下与构筑物相撞，会对构筑物造成不可修复的损害。例如，船体对桥墩的撞击导致大桥的垮塌。海洋漂浮物多种多样，形状体积不一，包括船只、巨石等，一旦与构筑物发生撞击，会对构筑物结构产生极其严重的影响。因此，研究海洋漂浮物对构筑物的撞击是十分有必要的。

一般的结构模拟试验，试验构件会按一定比例缩放，后将构件直接放置在模拟系统中进行接近真实情况的试验模拟，比如风洞试验、振动台试验等。但是，海洋撞击试验将试件放置在海洋环境中进行试验难以实现，不仅存在数据采集的困难，而且撞击试验会受到多种因素的干扰，试验的难度和成本大，试验的准确性差。由于能对海洋工程结构产生撞击威胁的漂浮物体积不一，形状各异，质量差别巨大，这就给设计制造模拟试验系统带来了许多问题。首先，试验系统模拟漂浮物的质量变化范围尽可能大，以更准确模拟漂浮物的质量。第二，模拟漂浮物对海洋工程结构的撞击，需要模拟漂浮物具有一定的运动速度，具有一定的撞击能，从而更精确模拟漂浮物与海洋工程结构的撞击过程。第三，模拟漂浮物的撞击面形状多样，以更准确模拟漂浮物与海洋工程结构撞击接触面的实际情况。

目前，存在各种类型的有关海洋气候环境模拟的试验系统，现有的试验系统难以解决以上的三个问题，适用于研究海洋工程结构力学性能的试验系统尚属空白。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统，解决了现有试验系统无法精确模拟海洋漂浮物撞击的问题，能在保证试验准确性的前提下，对海洋工程结构的构件进行漂浮物模拟撞击试验，对试验数据进行比较全面的采集，且该试验系统制造成本低，试验难度低，为进行海洋漂浮物撞击模拟试验提供了一套良好的解决方案。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统，包括支撑框架子系统、电磁漂浮物模拟撞击器子系统、试验数据采集子系统；

支撑框架子系统包括T型底座，T型底座包括主底座和与主底座垂直的侧向底座，主底座中心位置设置有撞击锤加速管道导向柱，两端分别设置有主支撑，主支撑一端与主底座连接，另一端与撞击锤加速管道导向柱连接，侧向底座上设置有侧向支撑，侧向支撑一端与侧向底座连接，另一端与撞击锤加速管道导向柱连接；

电磁漂浮物模拟撞击器子系统包括试件支撑装置、电磁撞击锤加速管道、电动提升机、电磁吊钩，试件支撑装置与主底座平行，电磁撞击锤加速管道与撞击锤加速管道导向柱平行，二者固定连接，电动提升机设置于撞击锤加速管道导向柱顶部，撞击锤通过电磁吊钩悬挂于电动提升机下方；

试验数据采集子系统包括无线压电陶瓷传感器和激光位移计，无线压电陶瓷传感器设置于撞击锤端部与试件接触的位置，激光位移计设置于试件正下方。