[发明专利]一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法

说明书

本发明涉及砰击实验技术领域，特指一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法，包括固定框架、砰击实验落体、软布尺、读数装置、滑轮组件与铅锤，滑轮组件固定于固定框架顶部位置上，读数装置固定于固定框架侧部框架位置上，软布尺一端固定于砰击实验落体上，砰击实验落体设于固定框架内部，软布尺另一端缠绕于滑轮组件，并穿过读数装置后固定于铅锤上。本发明采用这样的结构设置，初始砰击实验落体的高度可以通过读数装置得到，当砰击实验落体的高度发生变化，由于铅锤的作用，软布尺通过滑轮组件的传动，通过读数装置可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体的高度变化值，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。

技术领域

本发明涉及砰击实验技术领域，特指一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法。

背景技术

船舶在海浪中航行时，难免会受到砰击作用，强烈的砰击载荷对船舶结构安全性产生巨大的威胁，然而，由于砰击载荷和砰击载荷作用下结构的动力响应具有很大的随机性和非线性，所以目前理论方面还不成熟，对于砰击载荷和砰击载荷作用下的结构响应的准确预报需要进行落体砰击实验。经大量实验研究表明，砰击压力峰值与结构的入水砰击速度的平方成比例，所以入水平砰击速度的精确控制对砰击压力的准确预报有至关重要的影响。对于落体砰击实验装置，砰击落体的高度与实验落体入水时速度的平方成正比，所以砰击落体的实验高度的变化对砰击实验结果有很大的影响，如何精确控制砰击落体的高度就显得至关重要了。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种砰击实验落体高度精确控制装置及控制方法，初始砰击实验落体的高度可以通过读数装置得到，当砰击实验落体的高度发生变化，由于铅锤的作用，软布尺通过定滑轮的传动，通过读数装置可以得到新的读数，两读数之差即为砰击实验落体的高度变化值，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制，其结构简单，组装方便，使用便捷，成本低，具有高精度的落体高度精确测量，且实验装置寿命长，工作稳定，不易损坏。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种砰击实验落体高度精确控制装置，包括固定框架、砰击实验落体、软布尺、读数装置、滑轮组件与铅锤，滑轮组件固定于固定框架顶部位置上，读数装置固定于固定框架侧部框架位置上，软布尺一端固定于砰击实验落体上，砰击实验落体设于固定框架内部，软布尺另一端缠绕于滑轮组件，并穿过读数装置后固定于铅锤上。

进一步而言，所述读数装置包括支架、凸透镜与滚轮，支架的支脚固定于固定框架侧部框架位置，凸透镜设于支架中心位置上，滚轮设于支架内部，且滚轮与凸透镜间隔一定距离设置，软布尺缠绕于滑轮组件并穿过滚轮与凸透镜之间后固定于铅锤上。

进一步而言，所述支架内壁位置上设有便于读数的发光二极管。

进一步而言，所述固定框架顶部中心位置设有可使软布尺穿过的圆形通孔，滑轮组件包括定滑轮一与定滑轮二，定滑轮一设于圆形通孔旁侧，定滑轮二设于固定框架外边缘侧。

一种砰击实验落体高度精确控制装置，其控制方法，步骤如下：

步骤一、落体砰击实验装置处于初始状态时，砰击实验落体的高度有一个初始位置，通过安装于固定框架侧部框架位置上的读数装置进行读数并记录；

步骤二、由于砰击实验落体通过软布尺与铅锤连接，软布尺中间部分通过滑轮组件进行传动，铅锤的使用可以使软布尺在实验中始终处于张紧的状态，并且可以沿滑轮组件正常传动，降低读数误差；

步骤三、当砰击实验落体的高度发生变化时，由于铅锤的重力作用，使软布尺通过滑轮组件进行传动，则铅锤的高度将发生变化，同时读数装置处的软布尺的读数也将发生变化，读取此时的读数，此读数与落体砰击实验装置处于初始状态时的读数之差即为落体变化的高度，从而实现对砰击落体高度进行精确的控制。

本发明有益效果：