[發明專利]一種雙體船橫向彎矩的測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201710062047.4
• 申請日: 2017-01-30
• 公開（公告）號: CN106932131A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 姜海
• 申請（專利權）人: 姜海
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G09B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及雙體船橫向彎矩的測量裝置及測量方法，屬于雙體船的測量領域

背景技術

目前對于雙體船橫向彎矩研究主要集中在外載荷計算、有限元數值仿真或拖曳水池中開展船模波浪載荷實驗。前兩種基本基于理論計算，授課過程中不能讓學生進行直觀的觀察和實際的動手操作，對于加深學習印象方面存在一定的缺陷；后一種由于需要具備一定的試驗條件，目前高校中建造的拖曳水池并不多，加之其試驗成本比較大，在教學過程中存在一定的局限性，因此不適合在授課過程中對學生進行演示。由于以上客觀因素，目前在教學過程中只是列出了雙體船在橫浪狀態下的外力的探討，缺乏經濟、直觀的教學實驗器材讓學生親自動手操作從而獲得深刻的理解。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種雙體船橫向彎矩的測量裝置及測量方法，通過每個水槽內的水的體積不同，模擬片體分別處于波峰與波谷，可以通過控制其相對高度來模擬不同的波高，以及配合使用水泵、水速儀來模擬不同波浪下對應的水流速度，從而模擬雙體船受到的橫向彎矩，使實驗真實，易觀察，具有說服力。

技術方案：為實現上述目的，本發明的雙體船橫向彎矩的測量裝置，該雙體船由第一船體、第二船體和連接橋組成，連接橋與第一船體和第二船體分別連接，所述第一船體位于第一水槽內，在第一水槽內安裝有第一隔板，第一隔板位于第一水槽的中間，在第一水槽內垂直于隔板安裝有兩個整流板，兩個整流板和第一隔板將第一水槽分為進水區、整流區和出水區，第一船體位于整流區中，在整流區中安裝有第一水速儀，在第一水槽的一端安裝有第一水泵，第一水泵與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于隔板的兩側，在第一水泵上安裝有第一流量計；所述第二船體位于第二水槽內，在第二水槽內安裝有第二隔板，第二隔板位于第二水槽的中間，在第二水槽內垂直于第二隔板安裝有兩個整流板，兩個整流板和第二隔板將第二水槽分為進水區、整流區和出水區，第二船體位于整流區中，在整流區中安裝有第二水速儀，在第二水槽的一端安裝有第二水泵，第二水泵與進水管和出水管連接，進水管和出水管分別位于第二隔板的兩側，在第二水泵上安裝有第二流量計；在第一船體上的橫艙壁與連接橋相接觸部位貼應變片，應變片通過導線與電荷放大器連接，電荷放大器依次與多通道信息采集儀和計算機連接。

作為優選，所述第一水槽和第二水槽沿深度方向上設有若干個排水孔。

一種上述的雙體船橫向彎矩的測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

(1)按照實驗要求，將第一水槽和第二水槽安裝完畢，將隔板和整流板分別插入到第一水槽和第二水槽中，向第一水槽和第二水槽注入等量的水；

(2)打開第一水槽和第二水槽，讓第一水槽和第二水槽的水循環流動，通過調節第一水泵和第二水泵的馬力獲得需要的水流速度，同時保證第一水速儀和第二水速儀的測量數值相同，此時分別記錄第一水泵和第二水泵上的馬力數值；

(3)將雙體船放入第一水槽和第二水槽內，調整船體平衡，然后在其中的一個水槽內加入一定量的水，并讀出其數值，此時打開對應的水泵，調整到步驟(2)中所用的馬力，觀察各個水速儀的測量數值是否相同，若不同再進行微調，保證其數值相同，最后觀察實驗現象，并進行整理實驗數據。

實驗時先分別在兩個水槽里注入等量的水，記錄其數值，開動水泵，使水循環流動。同時用水速儀測量其附近的水流速度，通過調整兩個水泵馬力的大小保證每個水速儀的測量值相同，記錄水泵的馬力大小，以便二次開動水泵時方便調整。此時關閉水泵，將船模放入水箱中，調整船模的平衡，平衡后在其中的一個片體水箱內單獨加入水，使兩個盛放片體的玻璃水箱形成一個水的高度差，以此來模擬一個片體位于波峰、一個片體位于波谷。然后，重新打開水泵，通過微調保證水速儀測得的流速相同，以此來模擬波浪中受到水的水動壓力。此時由于船體的重力、片體浮力、水動壓力的橫向分布不同，船舶在滿足平衡狀態的過程中，產生橫傾運動，在橫傾的過程中使船體的橫向梁產生橫向彎矩。

根據多次實驗證明，橫艙壁與連接橋相連處為應力集中區，故在實驗中貼應變片時應變片貼在橫艙壁與連接橋相連接處，此處受到的橫向彎矩最大，這樣可以使測量值更佳靈敏和明顯。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)本實驗裝置是一種測量雙體船橫向彎距的裝置，作為教學中的實驗裝置，通過每個水槽內的水的體積不同，模擬片體分別處于波峰與波谷，可以通過控制其相對高度來模擬不同的波高，從而模擬雙體船受到的橫向彎矩，使實驗真實，易觀察，具有說服力。