[发明专利]超重力场船行波模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种超重力场船行波模拟试验装置，包括离心机吊篮（1）、超重力模型试验箱（2）和船行波作动装置（3），所述超重力模型试验箱（2）固定于离心机吊篮（1）内，所述船行波作动装置（3）固定于超重力模型试验箱（2）上，其特征在于：

所述超重力模型试验箱（2）的组成包括底板（18）、侧板（24）、前板（23）和背板（26）；前板（23）和背板（26）顶部设有活动导轨（4），船行波作动装置（3）通过支撑板（8）固定于活动导轨（4）上，沿着活动导轨（4）位移；

所述船行波作动装置（3）的组成包括楔形块（6）、滑动杆（7）、限位块（10）、调节螺柱（11）、撞击块（12）和气压作动器（13）；所述限位块（10）固定于支撑板（8）上方，调节螺柱（11）穿过限位块（10）固定在支撑板（8）上；滑动杆（7）穿过限位块（10）、支撑板（8）连接下方的楔形块（6），滑动杆（7）顶端连接撞击块（12）；气压作动器（13）利用气压输出做功，驱动楔形块（6）在垂直于超重力模型试验箱（2）方向运动造波；

所述离心机吊篮（1）的底板上安装蓄能器组件（5），作为船行波作动装置（3）的辅助动力装置；所述蓄能器组件（5）的组成包括蓄能器底板（14）、换向阀（15）、蓄能器支撑件（16）和蓄能器（17）；所述蓄能器底板（14）固定在离心机吊篮（1）上；蓄能器（17）通过蓄能器支撑件（16）固定在蓄能器底板（14）上；换向阀（15）固定在蓄能器底板（14）上，连接船行波作动装置（3），用于增压和卸压。

2.根据权利要求1所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述船行波作动装置（3）还包括限位缓冲块（9）；所述限位缓冲块（9）固定于限位块（10）和撞击块（12）之间。

3.根据权利要求1所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述超重力模型试验箱（2）的前板（23）中嵌入有机玻璃视窗（22）。

4.根据权利要求3所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述有机玻璃视窗（22）外设有有机玻璃视窗盖板（20）。

5.根据权利要求1所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述超重力模型试验箱（2）的底板（18）上设有进水孔（19）及透水孔（21）。

6.根据权利要求1所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述超重力模型试验箱（2）的侧板（24）上设有溢流孔（25）。

7.根据权利要求1所述的超重力场船行波模拟试验装置，其特征在于，所述超重力模型试验箱（2）材质为铝合金板。

8.权利要求1~7任一项所述超重力场船行波模拟试验装置用于超重力场船行波模拟试验的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在超重力模型试验箱（2）内安置待模拟地基土体、构筑物的模型，并按试验需要设置模型内水位高度；

（2）根据需测量的物理量埋设对应传感器，并连接数据采集系统；

（3）调试船行波作动装置；

①启动离心机；稳定一段时间并判断模型位移以及模型内部水位是否已经达到稳态；

②达到稳态后启动蓄能器（17），如果蓄能器（17）压力大于0.6Mpa，则开启气压作动器（13），否则给蓄能器（17）持续补充压力；

③启动气压作动器（13）后产生船行波，传感器感测到的信号发生相应的改变，此时判断传感器信号是否达到稳态，如果达到稳态，则启动换向阀（15），气压作动器（13）复位，如果信号未达到稳态，则继续等待；气压作动器（13）复位后，判断是否进行下一次试验，如果继续试验，则重复船行波作动过程，如果不继续试验，则停止离心机；

（4）根据模型率N校核各相关参数，进行超重力场中船行波的造波试验。