[發(fā)明專利]一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置

有效

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• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112179616B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 金恒;婁夢帆;王騰霄;劉帥敏;宋瑞銀
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 寧波大川專利代理事務所(普通合伙) 33342
• 代理人: 毛翔威

本發(fā)明涉及一種運動約束裝置，特別是一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置，其第一部分包括第一支架、鉸接球頭、球頭鉸接座、鎖緊螺母以及第一連接件，其中，鉸接球頭的柱形連接部居中固定至第一支架上，其球頭部鉸接至球頭鉸接座的鉸接腔內；鎖緊螺母自球頭鉸接座的上底面往下底面沿母線旋入；第一連接件與球頭鉸接座的上底面相固定；其第二部分包括第二支架、圓柱形連接件以及第二連接件，其中，圓柱形連接件的螺柱居中固定至第二支架上，其柱形螺帽則與第二連接件相固定。通過本裝置在水槽中開展船模水動力試驗，測試船模遭受橫浪的運動響應時，其運動被約束在橫蕩、橫搖和垂蕩方向上，降低了水槽試驗時船模運動響應的復雜程度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種船模運動約束裝置，特別是一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置。

背景技術

水動力試驗，即為研究水中航行器航行性能和水動力性能進行的模型試驗。

在現(xiàn)有的船舶與海洋結構物模型試驗中，特別是對于模型的水動力波浪載荷試驗，需要對船舶模型的6個方向自由度的運動響應加以控制。

而現(xiàn)有技術中，用于水動力試驗的船模運動約束裝置通常是針對船模在迎浪（船頭向浪）條件下，限制船舶縱蕩、橫蕩及艏搖三種影響實驗數(shù)據(jù)采集的運動響應，以保證在波浪載荷試驗過程中試驗模型能夠獲得理想的運動響應，進而可以完成船模快速性、興波阻力等試驗測試工作。例如，專利號為201620179085.9的已公告中國實用新型專利文獻中所記載的一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置。

但是，當船舶處于旁靠狀態(tài)下，受到橫浪沖擊時，并沒有相應的約束裝置或運動控制方法。上述相似發(fā)明也無法解決此種條件下的船模運動控制，以提高試驗的安全性和準確度。

在船模水動力試驗中，測試船模旁靠浮體、碼頭時的多體相互作用是船模水動力試驗中的一項重要試驗內容。在這種情況下，船模遭受橫浪的沖擊作用（波浪方向垂直于船模的首尾連接線）。而在這種情況下，由于船模縱蕩、縱搖和艏搖會影響橫蕩、橫搖和垂蕩三個船模主自由度運動響應的準確性，因此上述中前者的運動響應通常需要被忽略，從而將船模運動響應約束在橫蕩、垂蕩和橫搖三個自由度上。對于現(xiàn)有技術，尚沒有能解決上述問題的裝置或方法。因此，本發(fā)明著重解決船模水動力試驗中，船模靠泊狀態(tài)下遭受橫浪作用時的運動約束問題。本發(fā)明中在船模正常系纜約束的前提下，額外增加船艏和船艉的約束機構，在船模靠泊狀態(tài)下遭受橫浪作用時，實現(xiàn)船模僅在波浪方向的平移（橫蕩）、垂直水面方向的平移（垂蕩）和在垂直于水槽壁面的軸向轉動（橫搖）。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術的不足而提供一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置，在船模水動力試驗中，前述裝置使船模僅自由的進行垂蕩、橫蕩和橫搖運動，限制船模的縱蕩、縱搖和艏搖運動。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設計的一種用于水動力試驗的船模運動約束裝置，該裝置包括：

第一部分，其包括：

第一支架，所述第一支架上形成有滾動摩擦面，并貼合至用于水動力試驗，且與空間豎直基準面平行的一側水槽槽壁；

鉸接球頭，其包括球頭部以及固定至球頭部單側的柱形連接部；

球頭鉸接座，所述球頭鉸接座呈圓臺結構，其鉸接腔的腔室開口位于下底面上，其側面上設有自下底面沿母線往上底面延伸的開口，且與鉸接腔相貫通，所述球頭鉸接座的側面上設有外螺紋；

鎖緊螺母；

以及，第一連接件，其位于船模的船艏一側，并與船艏相固定；

其中，鉸接球頭、球頭鉸接座以及鎖緊螺母均位于第一支架上的滾動摩擦面的背側；鉸接球頭的柱形連接部居中固定至第一支架上，其球頭部鉸接至球頭鉸接座的鉸接腔內；鎖緊螺母自球頭鉸接座的上底面往下底面沿母線旋入；第一連接件與球頭鉸接座的上底面相固定；

第二部分，其包括：