[實(shí)用新型]一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920113265.0
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN209148244U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李心耀;王鑫磊;尹嬌妹;冉光斌;尹鵬;宋瓊;黎啟勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本實(shí)用新型公開了一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置，包括模型箱；在模型箱內(nèi)底部設(shè)置巖土體，巖土體上設(shè)置模擬海工結(jié)構(gòu)物，水置于模型箱內(nèi)巖土體上部；造波單元；滑動(dòng)組件同連桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿同搖板結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，完成從液壓缸到搖板結(jié)構(gòu)的動(dòng)力傳遞與運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，解決搖板擺動(dòng)過程中搖板與液壓缸活塞桿之間存在的角度差問題；通過滑動(dòng)組件解決搖板擺動(dòng)過程中，搖板與連桿的連接位置同液壓缸的活塞桿之間存在的高度差問題，并通過中繼滑塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的集成，實(shí)現(xiàn)組合傳動(dòng)單元滑動(dòng)裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置同搖板結(jié)構(gòu)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自適應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)了液壓缸的活塞桿與搖板之間的運(yùn)動(dòng)解耦。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于波浪模擬發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

超重力場下的波浪模擬試驗(yàn)裝置是在超重力模擬試驗(yàn)技術(shù)下，基于縮比效應(yīng)模擬產(chǎn)生不同波高、幅值、頻率的波浪，進(jìn)行波浪對相關(guān)結(jié)構(gòu)作用與破壞機(jī)理的研究與試驗(yàn)。波浪模擬發(fā)生裝置主要用于產(chǎn)生波浪，是整個(gè)波浪模擬試驗(yàn)裝置的關(guān)鍵部分。目前，波浪模擬發(fā)生裝置根據(jù)推動(dòng)水體的造波板的運(yùn)動(dòng)形式分為搖板式和推板式波浪模擬發(fā)生裝置。香港科技大學(xué)的推板式波浪模擬發(fā)生裝置，由液壓缸推動(dòng)造波板產(chǎn)生波浪。新加坡國立大學(xué)與浙江大學(xué)的搖板式波浪模擬裝置類似，通過曲柄連桿經(jīng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)使造波板擺動(dòng)以產(chǎn)生波浪。

推板式波浪模擬發(fā)生裝置由于其采用造波板整體移動(dòng)推動(dòng)水體的形式，高g值下造波板承受的水體載荷作用較大，并且水深不同處水體重力不同現(xiàn)象在高水深、高g值狀況下更加明顯，會(huì)對整體移動(dòng)的造波板產(chǎn)生力矩作用。因此，推板式結(jié)構(gòu)不適用于高g值、高水深、大幅值波浪的模擬。

搖板式造波裝置通過造波板往復(fù)擺動(dòng)推動(dòng)水體產(chǎn)生波浪，相比于推板式結(jié)構(gòu)，推動(dòng)水體時(shí)造波板所承受的載荷較小。目前的搖板式波浪模擬裝置采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿與滑動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)造波板的擺動(dòng)，連接結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，傳力路徑長，高g值超重力環(huán)境下，其復(fù)雜的傳力結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生變形而阻礙動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的傳遞的現(xiàn)象。且電機(jī)在高g值離心場下其工作狀態(tài)不穩(wěn)定，現(xiàn)階段電機(jī)結(jié)構(gòu)以及其安裝方式布局亦無法進(jìn)行調(diào)整。

為了解決以上問題我方研發(fā)出了一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種超重力場下的輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置，安裝在在離心機(jī)吊籃中，輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置包括：

模型箱；在模型箱內(nèi)底部設(shè)置巖土體，巖土體上設(shè)置模擬海工結(jié)構(gòu)物，水置于模型箱內(nèi)巖土體上部；

用于向模擬海工結(jié)構(gòu)物所處方向制造波浪的造波單元；

造波單元包括：

用于為波浪發(fā)生提供動(dòng)力的液壓動(dòng)力單元；液壓動(dòng)力單元包括液壓缸和伺服閥；

用于直接作用于水并產(chǎn)生波浪的搖板結(jié)構(gòu)；搖板結(jié)構(gòu)的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在模型箱上，造波單元還包括用于將液壓動(dòng)力單元的單向動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)換為適應(yīng)搖板結(jié)構(gòu)擺動(dòng)時(shí)所需要的不斷變換方向的動(dòng)力輸出的組合傳動(dòng)單元，液壓動(dòng)力單元的動(dòng)力輸出端與組合傳動(dòng)單元的動(dòng)力輸入端連接，組合傳動(dòng)單元的動(dòng)力輸出端與搖板結(jié)構(gòu)連接。

通過模型箱、模型箱內(nèi)部實(shí)驗(yàn)器件、液壓動(dòng)力單元、組合傳動(dòng)單元、搖板結(jié)構(gòu)的共同作用，實(shí)現(xiàn)了在離心環(huán)境下的波浪模擬發(fā)生；且組合傳動(dòng)單元的設(shè)置能有效地減小液壓缸的活塞桿的伸出長度，增強(qiáng)超重力場下液壓缸的活塞桿的剛度。

具體地，輔助支撐式波浪模擬發(fā)生裝置還包括支撐架，支撐架置于模型箱內(nèi)底部，并與巖土體上部平齊，搖板結(jié)構(gòu)的下端與支撐架上部可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

具體地，組合傳動(dòng)單元包括：

連桿；