[發(fā)明專(zhuān)利]一種全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110400335.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113109024B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐首祺;劉寧;任慧龍;周學(xué)謙;李輝;劉大順;王永琦;楊旭東;李磊;史運(yùn)超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué);青島維斯安船舶科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M10/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M10/00;G09B23/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)方法。本發(fā)明提供了可實(shí)現(xiàn)縱向與橫向波浪載荷測(cè)試的氣墊船分段模型，在保證模型氣密性、水密性、剛度的前提下，通過(guò)縱橫分段、中心處的回形結(jié)構(gòu)、應(yīng)變天平等特殊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模型在迎浪、橫浪、斜浪規(guī)則波與不規(guī)則波中的垂向及水平方向的波浪載荷參數(shù)的測(cè)量，為全墊升氣墊船的波浪載荷預(yù)報(bào)提供了試驗(yàn)依據(jù)。本發(fā)明根據(jù)全墊升氣墊船實(shí)船可能經(jīng)歷的海況設(shè)定氣墊船模型在水池試驗(yàn)過(guò)程中的航速、造波情況，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)捕捉應(yīng)變信號(hào)，結(jié)合無(wú)因次化的彎矩值，預(yù)報(bào)全墊升氣墊船航行過(guò)程中各結(jié)構(gòu)薄弱處位置承受波浪載荷，為氣墊船強(qiáng)度校核提供載荷輸入依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)方法。

背景技術(shù)

由于全墊升氣墊船運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，與常規(guī)船舶相比也存在較大區(qū)別，給波浪載荷的理論計(jì)算帶來(lái)了很大困難。而國(guó)內(nèi)關(guān)于全墊升氣墊船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的規(guī)范只在《高速船舶規(guī)范》中涉及一小部分，并且規(guī)范中的氣墊船波浪彎矩等計(jì)算方法也是以滑行艇波浪載荷理論為基礎(chǔ)得到的。此外，全墊升氣墊船長(zhǎng)小，型寬大，縱向、橫向載荷均不能忽略。因此，為了能夠準(zhǔn)確計(jì)算得到的全墊升氣墊船波浪載荷值，從而對(duì)全墊升氣墊船船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估分析，最終為該型船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)支持，非常有必要進(jìn)行全墊升氣墊船縱、橫向波浪載荷模型試驗(yàn)研究。

全墊升氣墊船是通過(guò)墊升系統(tǒng)及圍裙結(jié)構(gòu)使得其懸浮于水面或地面，快速航行于各種復(fù)雜環(huán)境。運(yùn)行模式的特殊性使得全墊升氣墊船結(jié)構(gòu)復(fù)雜，船體遍布?xì)獾溃谙嗤叽缟希谥亓可媳瘸Ｒ?guī)船模輕得多，重量要求苛刻。因而在常規(guī)船模制作要求的基礎(chǔ)上，它不僅對(duì)船體縱向結(jié)構(gòu)要進(jìn)行分段，而且對(duì)船體橫向結(jié)構(gòu)也要分段，分段后的連接不但要考慮船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還要考慮船體水密性以及氣道結(jié)構(gòu)的氣密性，尤其是兼做連接分段用的載荷測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)和安裝。上述船型特點(diǎn)大大增加了該型船模在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的難度，導(dǎo)致全墊升氣墊船縱、橫向波浪載荷測(cè)試分段模型的制作異常困難，目前國(guó)內(nèi)也沒(méi)有全墊升氣墊船縱、橫向波浪載荷測(cè)試模型制作的先例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種全墊升氣墊船波浪載荷預(yù)報(bào)方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：包括以下步驟：

步驟1：制作待預(yù)報(bào)的全墊升氣墊船的等比縮小模型，縮尺比為μ，模型設(shè)有三層甲板；將模型沿船體的中縱剖線(xiàn)、船首1/4船長(zhǎng)剖線(xiàn)、船舯剖線(xiàn)斷開(kāi)，在中縱剖線(xiàn)和船舯剖面交界位置處預(yù)留適航儀安裝位置到某一分段中，得到拆分后的六個(gè)分段；

步驟2：將拆分后的六個(gè)分段組裝成完整的模型，在預(yù)留位置處安裝適航儀，各分段之間留有空隙，并用彈性橡膠條密封分割面，保證模型的氣密及水密性；

步驟3：根據(jù)待預(yù)報(bào)的全墊升氣墊船的結(jié)構(gòu)薄弱處位置，在模型對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)位置布置應(yīng)變天平；

所述的應(yīng)變天平由左右兩側(cè)基座及中部的測(cè)量梁組成，應(yīng)變天平整體布置在模型的上層甲板上，左基座與右基座分別布置在不同的分段上，測(cè)量梁兩端齊平布置在兩分段的交界上方，在測(cè)量梁上安裝有應(yīng)變片，所有應(yīng)變片均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；在左右兩側(cè)基座下方，上層甲板與中間層甲板之間、中間層甲板和底層甲板之間均填充有硬質(zhì)基座；

步驟4：對(duì)應(yīng)變天平進(jìn)行標(biāo)定，獲取應(yīng)變片承受彎矩發(fā)生應(yīng)變時(shí)對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系；

步驟5：獲取待預(yù)報(bào)的全墊升氣墊船的航速V_s、航行海域的海水密度ρ_s、波長(zhǎng)λ_s與波幅ξ_sa；設(shè)置波浪載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)水池中波長(zhǎng)λ_m為λ_m＝λ_s/μ，波幅ξ_ma為ξ_ma＝ξ_sa/μ，模型的航速V_m為將模型置入試驗(yàn)水池中進(jìn)行波浪載荷試驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)反饋的電信號(hào)獲取各應(yīng)變片承受的彎矩M_m；