[实用新型]水池船舶碰撞实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶碰撞实验技术，特别是涉及一种水池船舶碰撞实验系统。

背景技术

船舶碰撞是可能造成严重人员生命、财产损失和环境污染的灾难性事故，一般分为两类研究问题：船船碰撞和船与固定物碰撞。现今对船舶与结构物碰撞的研究方法主要是理论分析计算和实船实验研究。由于船舶与结构物碰撞过程涉及到非常复杂的非线性塑性变形过程，理论计算分析误差比较大，采用碰撞实验进行相关研究是必不可少的一部分。目前进行船舶碰撞的实验方法主要包括小尺度模型实验和实尺度实验，但是现今进行实尺度实验会耗费巨大的人力、物力和财力，所以主要以小尺度缩比模型实验作为主要的研究手段。

2011年12月28日公开的实用新型专利201010213892.5公开了“一种船撞桥试验水池”，其主要内容是：水池两侧设置有纵向轨道，船模拖曳装置横架设于两纵向轨道上，包括纵向行走小车、横向轨道和横向移动装置，纵向行走小车置于两纵向轨道上，可载船模拖拽装置整体沿纵向轨道移动，纵向行走小车上架设有横向轨道，横向移动装置置于横向轨道上，可沿横向轨道移动，横向移动装置下方安装有用于固定船模的固定装置，所述固定装置可以转动。该技术方案虽然提供了一种通过控制船舶模型拖曳装置的纵向行走小车的速度、横向移动装置的位置和转动船模前进的角度来模拟船舶航行中撞桥状态的方法。但是该方案没有设立合理的牵引脱离装置，在碰撞过程中无法对横向移动装置与船舶模型的连接处进行保护，在频繁的碰撞过程中由于碰撞力比较大的缘故可能会导致船舶模型拖曳装置发生损坏。

2013年08月21日公开的实用新型专利201310179285“约束型实验超空泡发生装置”公开了一种水池船舶实验的牵引系统，其主要内容是：在试验水箱上方装有两根相对布置的“Z”字型导轨，承载滑块与导轨构成滑动副，连接杆的一端与承载滑块连接，另一端安装有实验模型伸入实验水箱内，钢丝的一端与承载滑块连接，另一端与拖拽装置中的卷扬轮连接；在实验过程中启动伺服电机带动卷扬轮转动，通过拖拽钢丝使承载滑块达到一定的实验速度。但是该方案只适用于小模型的空泡现象研究，无法满足对碰撞过程中船舶模型的拖曳工作，且无法保证船舶模型在航行过程中的方向稳定性。

小尺度缩比模型实验主要包括可靠的船舶控制方法和测试系统，所以研究出一套可靠的在实验水池中进行的船舶碰撞实验系统显得十分必要。

现有技术中提出了一种在水池中进行船模加速并使船模与结构物碰撞的实验系统和碰撞实验方法，该方案牵引钩设置在移动架的中点处，牵引钩保持水平状态，船模的前端导向架卡在牵引钩中，正向牵引装置牵引船模向前运动时，牵引钩将船模与移动架连接成整体，船模能随着移动架一起向前加速；关闭正向牵引装置并开启反向牵引装置使移动架时，船模的导向架水平向前运动并与牵引钩分离，从而利用可靠的加速方法对水池中的小尺度船模进行加速到预定值，然后通过船模与固定结构物的碰撞获得相应的实验数据，但在该方案中，当牵引钩与移动架之间分离之后，移动架在惯性作用下前行，撞击到牵引钩后，容易对牵引钩形成冲击作用，不仅会对船模的加速造成影响，而且容易导致移动架或牵引钩冲击损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种水池船舶碰撞实验系统，以解决现有技术中移动架在惯性作用下前行，撞击到牵引钩后，容易对牵引钩形成冲击作用，不仅会对船模的加速造成影响，而且容易导致移动架或牵引钩冲击损坏的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种水池船舶碰撞实验系统，包括正向牵引导向装置，牵引钩，航向稳定机构和反向牵引装置，正向牵引导向装置安装在导轨首端，其包括岸上固定架、牵引钢丝绳、卷扬机和移动架；其中，岸上固定架固定在水池的两边，岸上固定架上设有卷扬机，移动架的两端设有导缆孔，钢丝绳穿过导缆孔将卷扬机和移动架连接在一起；牵引钩设置在移动架的中点处，牵引钩保持水平状态，船模的前端导向架卡在牵引钩中，正向牵引装置牵引船模向前运动时，牵引钩将船模与移动架连接成整体，船模能随着移动架一起向前加速；关闭正向牵引装置并开启反向牵引装置使移动架时，船模的导向架水平向前运动并与牵引钩分离；牵引钩的一端可翻转地设置在移动架上，导向架向前运动并与牵引钩分离时，牵引钩在导向架的作用下向上翻转，避开导向架；航向稳定机构设置在船模的尾部，航向稳定机构包括叉形结构，船模尾部设置一根竖直向上的直杆，在船模加速航行过程中，船模尾部直杆插在“L”型杆的叉形结构中；反向牵引装置设置在水池导轨的尾端，用于在实验中船模加速完成之后对移动架进行减速。