[发明专利]一种冰弯曲和压缩破坏试验装置

说明书

一种冰弯曲和压缩破坏试验装置，属于极地海洋工程领域。本发明结构包括主体框架、动力模块、运动模块、支座模，动力模块包括丝杠、伺服电机，丝杠固定在主体框架上，丝杠与伺服电机相连，伺服电安装在运动模块上方，运动模块沿主体框架竖直方向运动支座模块包括第一支座模块、第二支座模块，第一支座模块安装在运动模块的下方，第二支座模块安装在主体框架底部横梁的上方，支座模块为楔形支座，支座模块可替换为其他形式的支座，伺服电机的转速可调整。本发明通过可替换楔形支座，在同一套装置的基础上，能够完成不同条件下的冰梁弯曲破坏试验和冰柱压缩破坏试验，本发明结构简单，便于制造，大大降低试验时间和成本，具有很好的工程应用价值。

技术领域

本发明属于极地海洋工程领域，具体涉及一种冰弯曲和压缩破坏试验装置。

背景技术

随着全球变暖导致北极地区海域的冰盖融化，北极地区被探索发现存在巨大的油气储量。如今，随着海冰减少、开采成本降低，北极地区油气资源开采迎来了一个新时期。与此同时，北极航道是一条穿越北极群岛的极有吸引力航道。与其他传统航道相比，北极航道运输距离更短，商业运输成本大大节省，是商业利益非常可观的“黄金水道”。因此基于北极地区的丰富资源和北极航道的吸引力，世界各国目前已经进入对北极开发利用的战略准备期。如何开发掌握适用于北极冰区海洋特殊环境的船舶与海洋工程结构物设计建造技术是各国目前在战略准备期的主要工作之一。

海冰具有极其复杂的物理性质，这些性质也会在不同程度上影响冰和结构物的相互作用。对冰的破坏力学特性研究可以为冰区海洋结构物的设计制造提供基础。在冰和结构物的相互作用过程中，冰的弯曲和压缩破坏是主要的破坏形式，因此对冰的弯曲和压缩破坏的力学特性的研究对计算船-冰及冰与其他海洋结构物相互作用的载荷和动力响应有很大帮助。

针对冰的弯曲和压缩破坏试验研究可以测得冰的弯曲强度和压缩强度以及相应的弹性模量等一些特性值，为以后的数值模拟研究工作以及相应的极地海洋结构物设计建造等提供一定的参考指导。目前针对冰的弯曲破坏和压缩破坏的试验装置都是独立的，即弯曲破坏和压缩破坏试验需要不同的试验装置来完成，这样增大了试验的成本和难度。本发明依托可替换支座和滑道，目的在于提出一种能够实现冰的弯曲和压缩两种典型破坏的试验装置，克服不同破坏试验需要不同试验装置的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种冰弯曲和压缩破坏试验装置。

为实现上述目的，一种冰弯曲和压缩破坏试验装置，其结构包括主体框架1、动力模块、运动模块4、支座模块6，动力模块包括丝杠2、伺服电机3，丝杠2固定在主体框架1上，丝杠2与伺服电机3相连，伺服电机3安装在运动模块4上方，运动模块4沿主体框架竖直方向运动支座模块包括第一支座模块、第二支座模块，第一支座模块安装在所述运动模块4的下方，第二支座模块安装在所述主体框架1底部横梁的上方，支座模块6为楔形支座6-1，支座模块6可替换为其他形式的支座，所述伺服电机3的转速可调整。

所述主体框架1的上部中心横梁安装有丝杠螺母1-2，所述丝杠2的一端与丝杠螺母1-2连接，丝杠2的另一端与伺服电机3连接。

所述主体框架1安装有与所述丝杠2平行的直线导轨5，所述运动模块4的直线轴承4-3穿过直线导轨5，运动模块4的下方有支座安装槽4-4，第一支座模块安装在支座安装槽4-4下方。

所述支座模块6可替换，替换为板支座、楔形支座，支座的数量和位置可调整。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种冰弯曲和压缩破坏试验装置，通过可替换楔形支座，在同一套装置的基础上，能够完成不同条件下的冰梁弯曲破坏试验和冰柱压缩破坏试验；本发明解决了冰的不同弯曲试验和压缩试验需要不同试验装置的问题，可实现不同工况下海冰模型的弯曲和压缩破坏试验研究；本发明结构简单，便于制造，可以大大降低试验时间和成本，具有很好的工程应用价值。

附图说明