[发明专利]一种可变速式入水砰击实验装置

说明书

本发明属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种可变速式入水砰击实验装置。本发明结构紧凑，能在室内有限空间内模拟低、中、高等不同速度下物体入水砰击作用，具有节约实验空间、稳定控速、易于捕捉实验现象的优点。本发明利用伺服电机高转速、强扭矩特点，通过调节伺服电机，控制高精度推板系统；利用入水桶和推水桶的半径比例，实现入水桶处流体速度可控。本发明克服了室内空间有限的缺点，转变物体由高空落水砰击的实验思想，通过对入水桶处流体速度控制模拟物体在不同速度下入水砰击作用，从而实现有限空间内，监测物体超大载荷作用下入水砰击实验数据与现象。本发明布置便捷，大大提高了实验研究效率。

技术领域

本发明属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种可变速式入水砰击实验装置。

背景技术

高速入水实验装置是一种可以在室内模拟物体高速入水，物体受到严重砰击的实验装置。随着世界加快对海洋资源开发，高速船舶航速越发增加，同时海洋资源开发类船舶及海洋平台越来越走向深海。高速船舶航行过程中，船体受到流体砰击严重，造成船体及设备破坏，例如船首球鼻首凹陷、尾部螺旋桨和轴系弯曲、舷侧设备起落架损坏。同时深海作业过程中，波浪波高可达数十米、波速和流速均较快，同样会对船舶和海洋平台造成严重的砰击作用。

为深入研究不同环境下，船舶与海洋平台收到的砰击作用，急需在实验室展开可视化和量化性实验机理研究。目前已有的实验手段主要是，采用大铁锤，垂直下落撞击结构，以达到撞击目的，但是这样的撞击作用与现实环境中的砰击作用大相径庭。公开号CN104697737A的专利公开了一种海洋结构物入水砰击实验装置，该装置是通过对抛载物体的速度进行控制，完成入水砰击实验。然而但同时值得注意的是，此类采用吊升结构，自由落水，以达到砰击作用相对不现实，主要是因为室内物体经过自由落体加速之后的速度有限，且落水角度控制难。因此如何在室内模拟物体高速入水是急需解决的一大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供能针对有限的室内空间，解决室内加速有限、角度难控等问题，通过对入水桶处流体速度控制模拟物体在不同速度下入水砰击作用的一种可变速式入水砰击实验装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括入水桶，还包括推水桶；所述的推水桶内部设有推板，推板上设有加载装置，且推板与推水桶内壁之间水密连接；所述的推水桶底面通过连接管与入水桶底面连接；所述的入水桶侧面设有观察窗。

本发明还可以包括：

所述的推水桶为圆柱形；所述的入水桶为圆柱形；所述的推水桶桶口半径大于入水桶桶口半径。

所述的加载装置包括推杆；所述的推杆通过电机驱动，推杆底部与推板相连。

所述的连接管为U形管。

所述的推水桶底面与连接管之间通过半圆弧型倒角过渡连接；所述的入水桶底面与连接管之间通过半圆弧型倒角过渡连接。

所述的加载装置包括四根推杆，每两根推杆之间设有一台伺服电机；所述的推杆与伺服电机的输出齿轮连接的侧面上铺设有与伺服电机的输出齿轮相互啮合的齿条。

本发明的有益效果在于：

本发明结构紧凑，能在室内有限空间内模拟低、中、高等不同速度下物体入水砰击作用，具有节约实验空间、稳定控速、易于捕捉实验现象的优点。本发明利用伺服电机高转速、强扭矩特点，通过调节伺服电机，控制高精度推板系统；利用入水桶和推水桶的半径比例，实现入水桶处流体速度可控。本发明克服了室内空间有限的缺点，转变物体由高空落水砰击的实验思想，通过对入水桶处流体速度控制模拟物体在不同速度下入水砰击作用，从而实现有限空间内，监测物体超大载荷作用下入水砰击实验数据与现象。本发明布置便捷，大大提高了实验研究效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的入水桶结构示意图；