[实用新型]一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置

说明书

本实用新型公开了一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置，包括模型箱；在模型箱内底部设置岩土体，岩土体上设置模拟海工结构物，水置于模型箱内岩土体上部；造波单元；滑动组件同连杆之间的转动连接，连杆同摇板结构之间的转动连接，完成从液压缸到摇板结构的动力传递与运动实现，解决摇板摆动过程中摇板与液压缸活塞杆之间存在的角度差问题；通过滑动组件解决摇板摆动过程中，摇板与连杆的连接位置同液压缸的活塞杆之间存在的高度差问题，并通过中继滑块结构实现滑动与转动的集成，实现组合传动单元滑动装置与转动装置同摇板结构摆动运动的自适应匹配，实现了液压缸的活塞杆与摇板之间的运动解耦。

技术领域

本实用新型属于波浪模拟发生技术领域，具体涉及一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置。

背景技术

超重力场下的波浪模拟试验装置是在超重力模拟试验技术下，基于缩比效应模拟产生不同波高、幅值、频率的波浪，进行波浪对相关结构作用与破坏机理的研究与试验。波浪模拟发生装置主要用于产生波浪，是整个波浪模拟试验装置的关键部分。目前，波浪模拟发生装置根据推动水体的造波板的运动形式分为摇板式和推板式波浪模拟发生装置。香港科技大学的推板式波浪模拟发生装置，由液压缸推动造波板产生波浪。新加坡国立大学与浙江大学的摇板式波浪模拟装置类似，通过曲柄连杆经滑动机构使造波板摆动以产生波浪。

推板式波浪模拟发生装置由于其采用造波板整体移动推动水体的形式，高g值下造波板承受的水体载荷作用较大，并且水深不同处水体重力不同现象在高水深、高g值状况下更加明显，会对整体移动的造波板产生力矩作用。因此，推板式结构不适用于高g值、高水深、大幅值波浪的模拟。

摇板式造波装置通过造波板往复摆动推动水体产生波浪，相比于推板式结构，推动水体时造波板所承受的载荷较小。目前的摇板式波浪模拟装置采用电机驱动曲柄连杆与滑动结构实现造波板的摆动，连接结构较为复杂，传力路径长，高g值超重力环境下，其复杂的传力结构容易产生变形而阻碍动力与运动的传递的现象。且电机在高g值离心场下其工作状态不稳定，现阶段电机结构以及其安装方式布局亦无法进行调整。

为了解决以上问题我方研发出了一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种超重力场下的辅助支撑式波浪模拟发生装置，安装在在离心机吊篮中，辅助支撑式波浪模拟发生装置包括：

模型箱；在模型箱内底部设置岩土体，岩土体上设置模拟海工结构物，水置于模型箱内岩土体上部；

用于向模拟海工结构物所处方向制造波浪的造波单元；

造波单元包括：

用于为波浪发生提供动力的液压动力单元；液压动力单元包括液压缸和伺服阀；

用于直接作用于水并产生波浪的摇板结构；摇板结构的一端可转动连接在模型箱上，造波单元还包括用于将液压动力单元的单向动力输出转换为适应摇板结构摆动时所需要的不断变换方向的动力输出的组合传动单元，液压动力单元的动力输出端与组合传动单元的动力输入端连接，组合传动单元的动力输出端与摇板结构连接。

通过模型箱、模型箱内部实验器件、液压动力单元、组合传动单元、摇板结构的共同作用，实现了在离心环境下的波浪模拟发生；且组合传动单元的设置能有效地减小液压缸的活塞杆的伸出长度，增强超重力场下液压缸的活塞杆的刚度。

具体地，辅助支撑式波浪模拟发生装置还包括支撑架，支撑架置于模型箱内底部，并与岩土体上部平齐，摇板结构的下端与支撑架上部可转动连接。

具体地，组合传动单元包括：

连杆；