[实用新型]多自由度浮式结构物流力试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多自由度浮式结构物流力试验装置，属于船舶与海洋工程、工程试验测试技术领域。

背景技术

船舶试验拖曳水池是船体模型快速性试验的重要装备，用于测量船体阻力和运动姿态，并为船型优化设计提供依据。通常拖曳水池中的水是静止或造波状态，没有造流功能，但是可以在静止的水池里，通过拖车的运动来模拟水流速度，通过摆放试验模型方位来模拟水流方向。常规的拖曳水池的拖车机构不具备多流角工况的流力测量功能，因此，如果要在船舶拖曳水池里做浮式闸门模型流力特性试验，就需要实用新型设计一种具有多自由度模型导向功能的特殊装置，以满足多流角工况下的浮式闸门模型流力测量需要。这种新型多自由度浮式结构物流力试验装置的创造性就在于它除了具有水池拖车拖曳方向运动自由度外，还具有另外5个自由度，该装置使得浮式闸门模型流力测量试验能够顺利在常规船模试验水池里进行。多自由度浮式结构物流力试验装置结构简洁、组合方便、维护容易、便携轻量，该装置还可以用于其它浮式结构物的水流力特性试验。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种多自由度浮式结构物流力试验装置，该试验装置应具有多自由度模型导向功能，以满足多流角工况下的浮式闸门模型流力测量需要，而且应结构简单、组合方便、维护容易、便携轻量，还可以用于其它浮式结构物的水流力特性试验。

本实用新型采用的技术方案是：一种多自由度浮式结构物流力试验装置，它包括拖车机构、方形支架机构、测力机构、浮体模型机构和数值采集机构，它还包括双轴盘机构和导向杆机构，所述拖车机构通过拖车平台面放置在拖曳水池的水池纵壁上端的拖车轨道上，在数值采集机构中的电脑控制下，拖车机构沿着拖车前进方向以不同速度做往复运动；所述方形支架机构放置在拖车机构的月池中，2个上横梁放置在2个工型纵向梁上面，上横梁与工型纵向梁形成矩形结构，并通过4个固定夹把上横梁与工型纵向梁固定在一起，固定夹内侧的凸台卡在上横梁两端的卡槽内，通过固定螺栓紧固，使得方形支架机构与拖车机构连接；所述双轴盘机构放置在方形支架机构的2个上纵梁中间，2个滚轮分别在2个上纵梁中的凹槽导轨里滚动，采用4个定位夹限制滚轮移动范围，调节或约束双轴盘机构在方形支架机构的X方向位置；所述导向杆机构放置在双轴盘机构中，内套管插在外套管套里，周向截面成同心圆，通过4个紧固螺栓把内套管与外套管固定连接在一起；通过连接螺栓和连接螺母把内套管下端的模型连接板与浮体模型机构的闸门甲板连接在一起；所述测力机构放置在方形支架机构的4根下梁围成的平面内，分别通过纵向拉力仪和横向拉力仪两端的A钢丝绳和B钢丝绳，连接双轴盘机构的外套管和方形支架机构下梁上的直板，形成了上端通过双轴盘机构连接方形支架机构与导向杆机构，下端通过测力机构连接方形支架机构与导向杆机构；所述浮体模型机构通过闸门甲板与导向杆机构的模型连接板搭接，采用连接螺栓固定连接；所述数值采集机构放置在拖车机构的拖车平台面1上，信号接收端与测力机构中的信号发射端之间进行数据通讯。

所述导向杆机构采用外套管和刻度盘套在内套管外，内套管与外套管同径向布置且沿轴向移动、绕轴线转动，内套管外侧印刻有基准线，内套管上端径向位置开设扳手插孔，转角扳手穿过扳手插孔，用转角扳手转动内套管，使得内套管上的基准线对应到刻度盘上的某刻度线角度，以调节内套管与外套管之间的相对转角；在内套管上端口径向位置连接吊环，当吊车钩住吊环时，方便于内套管与外套管之间的相对角度调整；内套管下端口连接模型连接板，在模型连接板长边方向两端部，分别用2个连接螺栓和2个螺母连接模型连接板和下面的浮体模型机构；在紧固螺栓松弛状态下，当浮式闸门模型漂浮吃水高度水线与水面吻合时，确定内套管与外套管的轴向相对位置。

所述双轴盘机构采用双轴盘套在外套管外面，在双轴盘外侧径向对称连接阶梯轴的大直径端；2个阶梯轴的小直径端分别穿过滚轮中心的轮轴孔，滚轮绕阶梯轴自由转动；在阶梯轴的小直径端有轴端螺孔，轴端螺栓拧在轴端螺孔里，阶梯轴的大直径端直径和轴端螺栓的螺帽直径大于滚轮的轮轴孔直径；2个滚轮分别在上纵梁的凹槽导轨里滚动，并通过定位夹限制滚轮在X方向移动范围；阶梯轴平行于上横梁，且垂直上纵梁，双轴盘绕阶梯轴轴线摆动；在双轴盘径向且垂直于阶梯轴方向，对称开有2个纵向轴孔；在外套管径向对称开有2个轴螺孔，2个纵轴螺栓径向对称穿过纵向轴孔，拧在外套管上的轴螺孔里。