[发明专利]一种吊物入水砰击力测量装置及方法

说明书

本发明属于吊物入水试验技术领域，具体涉及能够精确的带动吊物产生竖直的升沉运动，满足吊物入水速度和强度要求的一种吊物入水砰击力测量装置。本装置包括支架5、动力机构、升降机构、称重机构和线位移检测机构，所述动力机构设于所述支架5上，且所述动力机构与所述升降机构连接；所述称重机构设于所述升降机构上；所述线位移检测机构设于所述支架5上，且与所述升降机构连接。本装置能够准确测量不同入水速度下的砰击力，为实际工程提供数据支持；能够模拟极限工况下的吊物入水，测量高速入水时的砰击力，为检验吊物强度和极端海况作业提供指导。

技术领域

本发明属于吊物入水试验技术领域，具体涉及能够精确的带动吊物产生竖直的升沉运动，满足吊物入水速度和强度要求的一种吊物入水砰击力测量装置及方法。

背景技术

吊物入水过程结构物受力最为复杂，吊索拉力变化最为剧烈，飞溅区的结构物所受的力均为强非线性力，准确计算结构物所受的外力对吊装作业的效率和安全性以及经济性具有重要作用。吊物入水的关键问题是砰击，即吊物表面与自由面接触时产生的强非线性作用问题。在实际的海洋环境中，风浪作用不仅会造成设备的吊装精度降低，甚至还会导致船体与结构物发生碰撞，严重时还会威胁到人员的人身安全，为保证海上吊装作业的成功，正确测量吊物的砰击力具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吊物入水砰击力测量装置。

本发明的目的还在于提供一种吊物入水砰击力测量方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种吊物入水砰击力测量装置，包括：支架5、动力机构、升降机构、称重机构和线位移检测机构，所述动力机构设于所述支架5上，且所述动力机构与所述升降机构连接；所述称重机构设于所述升降机构上；所述线位移检测机构设于所述支架5上，且与所述升降机构连接；所述升降机构包括升降杆1和横梁，升降杆1的外壁上沿轴向设置有齿条201，动力机构通过齿轮10与齿条201啮合，横梁垂直于升降杆1设于升降杆1的底部，称重机构设于横梁上；所述线位移检测机构包括线位移传感器9，线位移传感器9固定在支架5上，且与升降杆1连接，可检测升降杆1在竖直方向的位移，即吊物8在竖直方向的位移。

本装置升降杆1和横梁呈倒T字形设置，两个称重机构对称的设于横梁的两端，也可以设置多根横梁，多根横梁在中心处交叉设置，每根横梁上设有多个称重机构。

本装置还包括固定夹具，固定夹具与支架5连接，用于将支架5固定在拖车臂6上，相当于将整个测量装置固定在拖车臂6上，由拖车带动测量装置移动。

本装置5上还设有齿轮箱3，齿轮箱3内设有可转动的齿轮10轴，齿轮10设于齿轮10轴上，动力机构通过皮带11待定齿轮10轴转动。

本装置包括升降杆鞘2，升降杆鞘2套设于升降杆1上，且升降杆鞘2的侧壁与齿轮箱3 的内部连通，齿轮10自连通处与齿条201啮合；升降杆鞘2与齿轮箱3连接，在齿轮箱3的侧壁和升降杆鞘2的侧壁上均设有连接孔，二者的连接孔对接，将齿轮箱3的内部空间与升降杆鞘2的内部空间连通，齿轮10从二者的连通处伸入到升降杆鞘2的内部空间中，与升降杆1上的齿条201啮合，进而带动升降杆1的上下移动。

一种吊物入水抨击力的测量方法，采用上述测量装置，通过所述称重机构将待测吊物固定，包括如下步骤：

(1)待吊物和水面稳定后控制动力机构以恒定速度释放吊物，到达指定深度后停止；

(2)在释放吊物期间通过线位移测量机构测量吊物垂向位移h，通过称重机构测量拉力或压力F，F₁吊物入水前的读数和F₂吊物触水时的读数；

(3)吊物入水30秒后按入水速度提升吊物至初始位置；

(4)控制动力机构，使吊物以不同速度入水，完成所有实验工况。