[發明專利]一種水面模型強迫橫搖試驗裝置

有效

• 申請號: 202011031136.0
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112093002B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 朱建良;魯江;曾柯;魏澤;王田華;倪文勝
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: B63B71/00
• 分類號: B63B71/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及一種水面模型強迫橫搖試驗裝置，包括安裝基座，所述安裝基座的中部開有孔，所述孔內安裝有垂向振蕩機構，所述垂向振蕩機構一端的底部通過組合傳感器連接縱橫搖組合機構。本發明結構緊湊、合理，操作方便，利用伺服電機的特性直接驅動使試驗模型實現強迫橫搖運動，橫搖運動的軌跡由計算機控制，減少了中間環節，消除了橫搖運動在拐點處存在的停滯現象，大大提高了裝置的運動精度和測量精度。

技術領域

本發明涉及試驗裝置技術領域，尤其是一種水面模型強迫橫搖試驗裝置。

背景技術

強迫橫搖試驗是獲得船舶運動方程水動力系數的試驗手段，是船舶水動力學理論研究不可缺少的一個驗證手段。近年來船舶大幅橫搖運動及傾覆，尤其大幅參數橫搖運動成為船舶學術界的一個熱點，其強烈的非線性因素導致數值預報一直是一個難點，而大幅橫搖角度下的橫搖阻尼及水動力是影響數值運動預報的一個關鍵因素。目前ITTC波浪穩性委員會已把大幅橫搖阻尼的預報作為其重要研究任務之一，強迫橫搖試驗是驗證大幅橫搖阻尼預報的一個有效手段。

目前，波浪中船舶大幅參數橫搖直接數值預報結果和試驗比對發現，小角度低航速下橫搖運動結果吻合較好，在對數值運動方程進行了復原力計算方法改進和多自由度運動方程耦合之后，大幅參數橫搖直接數值計算還是和試驗結果存在偏差，尤其是參數橫搖發生后大幅橫搖角度以及高航速情況下預報精度較差，其中一個主要原因是因為計算中橫搖阻尼采用的是靜水中自由橫搖衰減系數，只能滿足小角度橫搖預報精度要求，對于大幅橫搖運動例如橫搖角度超過25度以后的橫搖阻尼系數的變化規律和對運動預報的影響這都是目前研究的重點和難點。本發明對船舶模型作強迫橫搖運動試驗，通過測試傳感器等測試設備獲得船舶模型大幅橫搖運動時的水動力參數以及阻尼系數等，解決了這個難點。

船舶模型強迫橫搖運動即指強迫船模圍繞重心作如下正弦運動：

φ(t)＝φ_A sinωt

目前國內外船舶模型強迫橫搖試驗裝置大多采用偏心輪或凸輪機構或曲柄連桿機構，電機驅動利用偏心輪、凸輪機構或曲柄連桿機構傳動原理來使船舶模型實現強迫橫搖運動的方式，這種方式的缺點是偏心輪、凸輪機構或曲柄連桿機構在作直線運動轉化為橫搖往復運動即正弦運動時在拐點處存在的停滯現象，造成橫搖運動軌跡與要求的正弦運動軌跡誤差大，最后得到的測量數據誤差也大。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種新型水面模型強迫橫搖試驗裝置，從而實現對水面模型縱搖、垂蕩固定約束或自由運動，縱蕩、橫蕩和艏搖固定約束，強迫橫搖或橫搖自由隨動，橫搖角度可以固定或自由，并可變換不同固定橫傾角度等多種功能。

本發明所采用的技術方案如下：

一種水面模型強迫橫搖試驗裝置，包括安裝基座，所述安裝基座的中部開有孔，所述孔內安裝有垂向振蕩機構，所述垂向振蕩機構一端的底部通過組合傳感器連接縱橫搖組合機構。

其進一步技術方案在于：

所述安裝基座的結構為：包括基架，所述基架呈框架型結構，所述基架的上表面四個角處分別安裝有吊環螺釘，所述基架的下表面四個角處分別通過第一固定螺釘固定有鎖緊機構。

所述鎖緊機構的結構為：包括定位導軌座、抱爪、頂塊、第二固定螺釘、調節螺釘、鎖緊螺桿、壓縮彈簧、中間套、第一擋圈及手輪，所述鎖緊螺桿的外圓周面上套接有中間套，所述中間套的外部套有軸套，軸套的外部套有頂塊，所述頂塊通過第二固定螺釘與軸套和中間套同時鎖緊，所述軸套兩端的鎖緊螺桿上套有對稱的抱爪，所述抱爪的上端通多調節螺釘與頂塊頂住，其中一個抱爪的外端安裝有第一擋圈和手輪，兩個抱爪的外端分別安裝有定位導軌座。

所述基架為鋼結構焊接件組成的矩形平臺。

有定位導軌座下方為梯形凹槽，定位導軌座的上方設置有螺釘孔，所述螺釘孔內通過第一固定螺釘與基架連接。