[发明专利]船体模型扭矩及剪力测量方法

摘要

本发明涉及一种船体模型扭矩及剪力测量方法，包括船体，所述船体内部安装有U型梁，所述U型梁的内部间隔安装有多块横舱壁，所述U型梁的上表面通过螺栓间隔固定有多根平行的木横梁，所述U型梁的每块板上粘贴有一组应变片；并通过计算公式得到数据，本发明不需要计及U型梁垂向弯曲、水平弯曲以及扭曲之间的相互耦合作用。不论U型梁承受何种形式的载荷，扭矩、垂向剪力和水平剪力均可通过分布在剖面上的各板中间位置处的剪应力直接得到。

主权项

1.一种船体模型扭矩及剪力测量方法，其特征在于：包括船体(a)，所述船体(a)内部安装有U型梁(b)，所述U型梁(b)的内部间隔安装有多块横舱壁(e)，所述U型梁(b)的上表面通过螺栓(c)间隔固定有多根平行的木横梁(d)，所述U型梁(b)的每块板上粘贴有一组应变片；测量过程包括如下步骤：第一步：准备一船体(a)第二步：制造U型梁(b)，第三步：将制造好的U型梁(b)安装在船体(a)中，并通过螺栓(c)间隔固定有多根平行的木横梁(d)；第四步：令同一位置两面的应变片为一组，采用半桥测量方式，连接应变片与动态信号采集系统，测量两个应变片信号的差；在连接动态信号采集系统时，不同位置的连接方式保持一致；第五步：对于测量剖面，在每块板的中间位置两面均粘贴应变片，板的两面用z2与z1表示，z2面的应变片与X轴夹角为45°，z1面的应变片与X轴的夹角为135°，两个应变片是互相垂直的。则：τz2＝Gγxy_z2＝G(2γ45°_z2‑γ0°_z2‑γ90°_z2)      (20)‑τz1＝‑Gγxy_z1＝G(2γ135°_z1‑γ0°_z1‑γ90°_z1)       (21)(τz2+τz1)/2＝G(γ45°_z2‑γ135°_z1)‑G(γ0°_z2‑γ0°_z1)/2‑G(γ90°_z2‑γ90°_z1)/2(22)对于薄壁梁，板的厚度与梁的宽度、高度相比为一小量，板的两面的X向与Y向应变的差异可忽略不计，因此可化为：(τz2+τz1)/2＝G(γ45°_z2‑γ135°_z1)       (23)故剖面所承受的扭矩可表示为：其中γd＝γ45°_z2‑γ135°_z1，h为测点相对剪心的力臂，t为每块板的厚度，H为每块板的高度或宽度，FZ为船模受到的垂向剪力，FY为船模受到的水平剪力；在设计U型梁时，每块板的厚度是相同的，板的各点相对剪心的力臂是相同的。