[发明专利]一种考虑船体外部水影响的船舶搁浅试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及一种考虑船体外部水影响的船舶搁浅试验装置及试验方法，试验装置包括船模、搁浅力测量装置、高速摄像机和牵引机构，船模包括船底板和船模主体结构，船模内安装有加速度传感器；搁浅力测量装置包括礁石、礁石基座、凹槽基座垫、单轴防水测力计和固定支撑基座，礁石安装于礁石基座上，礁石基座滑动安装于凹槽基座垫上，单轴防水测力计的两端面分别与礁石基座和固定支撑基座固定连接；高速摄像机安装于礁石的上方，牵引机构与船模的首部之间通过牵引绳连接。本发明可以探讨船体外部水对船舶搁浅响应的影响；试验装置操作方便，可改变试验船底板结构形式、调节牵引电机的转速、更换礁石或改变搁浅试验水深，进行不同工况的船模搁浅试验。

技术领域

本发明涉及船舶搁浅技术领域，具体涉及一种考虑船体外部水影响的船舶搁浅试验装置和试验方法。

背景技术

船舶搁浅是船舶营运过程中面临的主要威胁因素之一，研究船舶搁浅破坏，获取船舶搁浅事故后的可靠数据，对于船舶设计建造和搁浅事故发生后的营救工作有重要的指导意义。

由于船舶体积巨大，试验条件受限，以往的搁浅试验往往是在陆地上对船底板局部结构进行试验，船底板结构边界条件受到人为的约束，忽略了船体外部水对船舶搁浅响应的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种考虑船体外部水影响的船舶搁浅试验装置及试验方法，它能够在船池中进行不同工况的船舶搁浅试验，解决以往的搁浅试验忽略船体外部水影响，边界条件不真实的问题，并探讨船体外部水对船舶搁浅响应的影响。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种考虑船体外部水影响的船舶搁浅试验装置，包括船模，所述船模包括船底板和船模主体结构，所述船底板可拆卸安装于所述船模主体结构底部，所述船模内安装有加速度传感器；所述船舶搁浅试验装置还包括搁浅力测量装置、高速摄像机和牵引机构，所述搁浅力测量装置包括礁石、礁石基座、凹槽基座垫、单轴防水测力计和固定支撑基座，所述礁石底部可拆卸安装于所述礁石基座上端，所述礁石基座滑动安装于所述凹槽基座垫上，所述单轴防水测力计的两端面分别与所述礁石基座和固定支撑基座固定连接，所述凹槽基座垫和固定支撑基座均固定在试验水池底面；所述高速摄像机安装于所述礁石的上方，所述牵引机构安装于船池边，牵引机构与船模的首部之间通过牵引绳连接。

上述方案中，所述凹槽基座垫的相对两侧设有卡槽，所述卡槽的长度方向与所述船模的初速度方向相同，所述礁石基座下端设有与所述卡槽适配的凸块，所述礁石基座的下端凸块卡置于所述凹槽基座垫的卡槽内，使所述礁石基座可沿卡槽方向水平移动，但不会发生翻转运动。

上述方案中，所述船模主体结构首部黏贴一个黑色的圆形标记点，所述船模搁浅划过所述礁石的过程中，通过所述高速摄像机记录该标记点的水平面运动轨迹，利用所述高速摄像机后处理软件可计算出所述船模搁浅过程中的搁浅速度变化历程。

上述方案中，所述船模主体结构包括两个纵舱壁和焊接于两道纵舱壁之间的多个横舱壁，所述船底板的边缘设有竖直的边界折边，所述边界折边开设螺栓孔，所述船底板与纵舱壁、横舱壁之间通过螺栓紧固连接，并在连接的边缝处涂有玻璃胶，确保安装后的水密性。

上述方案中，所述加速度传感器安装在位于所述船模主体结构中间的横舱壁上。

上述方案中，所述牵引机构为牵引电机，所述牵引绳的一端系在所述船模船首与其重心等高的位置，牵引绳的另一端缠在所述牵引电机的转盘上，通过变频器调节所述牵引电机的转速，从而牵引所述船模做加速运动后达到不同的搁浅初速度。

上述方案中，所述牵引电机与搁浅力测量装置之间还设置导向装置，所述导向装置包括伸缩支架和定滑轮，所述伸缩支架固定安装于船池底部；所述定滑轮安装于所述伸缩支架顶部，所述牵引绳从船首牵出后绕过所述定滑轮后缠在所述牵引电机的转盘上，所述伸缩支架高度可以上下调节，确保所述牵引绳水平牵引所述船模运动。