[發明專利]桅桿慣性力響應測量方法

有效

• 申請號: 200910071709.X
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101526437A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 姚熊亮;張阿漫;曾令玉;楊文山;戴紹仕;龐福振;馬天亮;徐姍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01L1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及的是一種測量方法，具體地說是一種測量桅桿慣性力響應的方法。

(二)背景技術

由于桅桿較高，且設備層雷達較重，艦船搖擺時會產生較大的慣性力。慣性力對艦船桅桿結構的強度產生巨大影響，是艦船桅桿受力的重要組成部分。在數值計算時，慣性力是以經驗公式計算的加速度形式施加的，和實際情況有較大差異，因此，通過慣性力試驗，獲得桅桿在慣性力作用下的真實響應非常必要。

進行桅桿慣性力實驗，常常可以采用以下兩種方法，第一種是：將桅桿模型固定于實驗船上，使實驗船產生一定周期和搖動幅值的橫(縱)搖，然后進行桅桿的慣性力響應測量。第二種方法是：制作大型可擺動支架，將桅桿正置固定在支架上，然后搖動模型模擬船舶橫(縱)搖，實現桅桿慣性力響應的測量，將實驗從水中移動到實驗室中。第一種方法需要尋找或制作實驗船，這會大大增加實驗費用，此外，選定實驗船后，搖動的周期和幅值不易改變，限制了測量工況的數量；第二種方法雖然能在一定程度上解決第一種方法的問題，但還是存在周期控制困難，可操作性差，危險性大等缺點。

雖然有一些與本發明相關的公開報道，但是有關桅桿慣性力響應實驗方法的公開文獻還非常缺少。這些相關報道主要有：1、棱柱型隱身桅桿結構強度試驗研究(哈爾濱工程大學學報2004年4月第25卷第2期)；2、單缸發動機慣性力測試校正理論與實驗的研究(內燃機學報2005年第23卷第3期)；3、隱身桅桿強度與振動試驗研究(船舶力學2003年10月第7卷第5期)；4、METHODAND?DEVICE?FOR?TESTING?THE?STABILITY?AND/OR?BENDING?STRENGTH?OF?MASTS(WO/2007/017090)；5、METHOD?FOR?TESTING?THE?STABILITY?OF?VERTICALLYBRACED?MASTS(WO/1998/031999)等。其中：文獻1和文獻3用同樣的方法對兩種筒形桅桿模型進行了慣性力響應的測量實驗。文中采用的實驗方法是：將桅桿模型正置在大型的慣性力搖擺臺上進行慣性力響應測量，這種方法存在周期控制困難，可操作性差，危險性大等缺點。文獻2提出了一種慣性力實驗校正法，但針對的是發動機。文獻4中提出了一種用于測量桅桿彎曲強度或穩定性的方法，文獻5提出了一種桅桿實驗方法，與桅桿的穩定性相關。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種穩定性良好，周期和擺動幅值可靈活控制，操作安全簡便的桅桿慣性力響應測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1、模型的倒置安裝

將桅桿模型通過4根帶有緊繩器的鋼絲繩倒置吊掛輔助支架上，桅桿模型的兩側設置配重臺；通過承重繩上的緊繩器調節承重繩的長度，使橫(縱)搖轉軸與桅桿模型的距離為要求值，并使模型與地面保持垂直；形成的橫(縱)搖搖擺系統如圖1所示。

2、測點的布置

船舶搖擺時，桅桿根部產生的慣性力響應較大，在桅桿根部區域布置若干應變花，用于測量測點的三個方向上的應變；在桅桿側壁靠近頂部的地方安裝加速度傳感器，用于測量擺動周期；

3、測試系統的組裝

用信號線依次將信號放大器、信號采集儀和計算機連接完好，然后將布置好的應變花和加速度傳感器接入信號放大器，形成完整的測試系統，如圖3所示。應變花和加速度傳感器感應到的桅桿結構響應信號(應變花感應到的是結構應變響應，加速度感應到的是加速度響應)通過信號放大器放大后輸入到信號采集儀，信號采集儀將采集到的信號輸送到計算機，由計算機中的信號處理軟件可以得到應變和擺動周期，從而實現桅桿結構應變和擺動周期的測量。

4、重力響應B的測量

從0°開始以2°為間隔，選定一系列角度，轉動橫(縱)搖搖擺系統使之靜止于選定的角度，用3中所述的測試方法測量靜態應變(此步不需使用加速度傳感器)；

5、桅桿模型倒置搖擺慣性力響應A的測量