[发明专利]一种压缩型护舷预张紧模拟装置

说明书

该发明同时申请了实用新型专利

技术领域

本发明涉及一种压缩型护舷预张紧模拟装置。

背景技术

当今的海洋石油开发，无论是采用FPSO、固定式还是移动式的平台，利用穿梭油轮来回于码头及海上产油设施之间运输石油是非常常见的一种方法。

当穿梭油轮靠泊平台时，为了防止油轮与平台的碰撞损坏平台或油轮，一般在平台靠船一侧都会设置靠船架，同时在靠船架侧面的两端均设置多个橡胶护舷，以吸收油轮的撞击动能，减少撞击力。

其中，压缩型护舷的刚度曲线存在着明显的特点，由三段组成：①线性段，②自由变形段，③限制变形段。由于其特殊的刚度曲线，要在海洋工程模型试验当中模拟出这种反力及变形的关系，需要专门设计出一套相应的模拟装置，目前还没有这样的装置。

经对现有技术文献以及专利文献的检索，尚未发现与本发明主题相同或类似的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的空缺，提供一种模拟具上述特殊刚度特性的压缩型护舷预张紧模拟装置。

本发明所提供的压缩型护舷预张紧模拟装置，它由弹性变形部分、限位导轨部分和预张紧部分三个部分组成；所述限位导轨部分包括导轨5、可在导轨上滑动的导轨滑动块7和位于导轨5一端的滑轮9；所述弹性变形部分与限位导轨部分的导轨滑动块7固定连接，所述预张紧部分由滑轮10、重块11、滑轮支架12和可承担重块11重量的丝状物13组成；所述滑轮支架12将滑轮10支起，所述丝状物13的一端与重块11连接，并使重块11悬空，另一端绕过滑轮10和滑轮9与导轨滑动块7或所述弹性变形部分连接。所述限位导轨部分还包括滑轮支撑块8，所述滑轮支撑块8将滑轮9固定在导轨5的一端。

该结构中弹性变形部分连接于导轨滑动块7，预张紧部分的丝状物13绕过滑轮9连接到前面所说的连接支撑部件或者导轨滑动块7，从而可以给弹性变形部分施加由重块重量提供的预紧力，以达到预张紧的目的。

所述弹性变形部分由至少一个压弹簧1、分别固定于每个压弹簧1的两端的连接垫块2、模型接触块3和连接支撑部件4组成；压弹簧1一端固定的连接垫块2与连接支撑部件4固定连接，压弹簧1的另一端固定的连接垫块2与所述模型接触块3连接，所述弹性变形部分通过所述连接支撑部件4与导轨滑动块7固定连接。所述模型接触块3可以根据需要设置每个压弹簧设置一块或多个压弹簧共同连接一块模型接触块3，其大小、形状和材料科根据实验需要设置。

基于上述结构，本发明的装置，当弹性变形部分受到冲击时，利用弹簧和重块在受力情况下位移的变化，可以有效地模拟压缩型护舷的真实受力特性；利用弹簧和重块不同组合，可以模拟具有不同弯曲方向的非线性弹簧曲线。

所述限位导轨部分还包括限制导轨滑动块7在导轨5的滑动区域的导轨限位块6。导轨限位块6可以通过螺母或其它方式固定于导轨5的不同位置上，此时，导轨滑动块7可以在导轨限位块和滑轮9所限制的导轨区域内自由地滑动。

上述丝状物13优选为金属丝，如钢丝等。

工作前，根据所需模拟的压缩型护舷刚度曲线的特征值，确定好压弹簧1数量、刚度、导轨限位块6的位置及配重重块11的质量。具体方式为：根据刚度曲线自由变形段的斜率，确定合适刚度的弹簧及相应数量；根据刚度曲线自由变形段的水平距离，也即自由变形的距离，确定导轨限位块6在导轨5上的位置，并用螺母固定在导轨上；根据刚度曲线限制变形段的最小反力值，确定配重重块的质量，并用钢丝连接好悬挂于大滑轮上。

工作时，船模一舷靠上模型接触块，当接触力小于配重重块质量所提供的反力时，压弹簧将处于弹性压缩阶段，此阶段将模拟刚度曲线中的线性段；当接触力等于配重重块质量所提供的反力时，压弹簧的变形达到最大，不再压缩，同时导轨滑动块7可以沿导轨向导轨限制块6的方向滑动，此阶段将模拟刚度曲线中的自由变形段；当接触力大于配重重块质量所提供的反力时，导轨滑动块必已滑行至导轨限位块所在位置，此时，船模与本发明间相当于刚性接触，接触力将急剧增大，此阶段将模拟刚度曲线中的限制变形段。

上述装置弹性变形部分模型接触块的材料，数量及接触面积应根据原型以及试验缩尺比选择；滑轮9必须固定于导轨上的部位须刚度足够大，不能产生过大变形，比如上述滑轮支撑块的刚度必须足够大，以保证在整个工作的过程中不至于断裂或产生过大变形，这对于获得准确的试验数据，更好发挥本发明装置的作用非常重要。