[发明专利]一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置，包括：架体、托架和重物，所述托架和重物均活动连接于所述架体上，所述重物设于所述托架上方，所述架体下方设有水池，所述托架下方设有船体。试验方法：将重物提升至一定高度，将船体底部浸入水池的水面下；调节船体与水面之间的倾角；释放重物；重物下落到达设定位置时，释放托架；重物撞击托架，使船体以目标速度入水冲击。本发明公开了一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置及方法，相比于现有落体试验装置，本装置利用高速下落的重物撞击底部浸入水面的船体试验模型，从而使船体试验模型获得较大的加速度，达到目标冲击速度，顺利完成试验。

技术领域

本发明涉及船体抨击试验领域，尤其涉及一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置及方法。

背景技术

落体试验技术是船舶砰击载荷研究中的一种主要测试手段。与利用三维船模在波浪中进行砰击载荷测试相比，落体试验模型更为简单，试验中也更便于观测局部船体与水体之间相互冲击作用的物理细节。在落体砰击试验中，要求落体模型与水体的冲击速度能够近似模拟船体局部结构与波浪间的冲击速度。

现有的落体砰击载荷试验技术普遍利用模型的落体运动获得模型的入水冲击速度，为达到一定的入水速度，模型通常要抬升至水面以上一定高度。在实际的船舶砰击现象中，存在船体底部出水和不出水两种情况，两种情况的流场特性可能存在明显不同。而且，船舶在波浪中航行，即使遭受砰击的首尾底部不出水，由于船舶整体运动的影响，首尾局部结构也会以较大的冲击速度与水体发生冲击。

现有的落体试验技术在试验模型主体底部不出水时，由于模型下落高度的限制，利用落体运动难以获得足够大冲击速度，无法完成试验。

发明内容

本发明提供一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置及方法，以克服上述技术问题。

一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置，包括：架体、托架和重物，所述托架和重物均活动连接于所述架体上，所述重物设于所述托架上方，所述架体下方设有水池，所述托架下方设有船体。

进一步地，所述架体包括顶架和侧架，所述重物通过脱钩器与所述顶架连接，所述托架通过电磁铁与所述侧架连接。

进一步地，所述顶架上设有电机，所述重物通过钢丝绳与所述电机连接。

进一步地，所述船体底部进入所述水池的水面下，所述侧架上设有光电传感器，所述光电传感器检测运动至所述托架上表面的物体。

进一步地，所述架体包括竖直设置的导轨，所述托架和重物均沿所述导轨运动。

进一步地，所述托架包括第一托架、第二托架和至少两个调节杆，所述第一托架通过电磁铁与所述架体的侧架连接，所述第二托架下固定有所述船体，所述调节杆设于所述第一托架和第二托架之间，所述调节杆处于所述第一托架和第二托架之间的长度可以调节。

进一步地，所述调节杆为两端具有螺纹的螺柱，所述螺柱两端螺纹的方向不同。

一种基于撞击加速的船体结构落体抨击试验方法，包括以下步骤：

S1、将重物提升至一定高度，将船体底部浸入水池的水面下；

S2、调节船体与水面之间的倾角；

S3、释放重物；

S4、重物下落到达设定位置时，释放托架；

S5、重物撞击托架，使船体以目标速度入水冲击。

本发明公开了一种基于撞击加速的船体结构落体砰击试验装置及方法，相比于现有落体试验装置，本装置利用高速下落的重物撞击底部浸入水面的船体试验模型，从而使船体试验模型获得较大的加速度，达到目标冲击速度，顺利完成试验。

附图说明